具有良好耐久性能的複合磷鋁酸鹽粘結劑及其粘結方法
2023-07-09 18:27:26 2
具有良好耐久性能的複合磷鋁酸鹽粘結劑及其粘結方法
【專利摘要】本發明提供了一種具有良好耐久性能的複合磷鋁酸鹽粘結劑，包括：15%～75%的甲組分，甲組分為磷鋁酸鹽膠凝材料；10%～20%的乙組分，乙組分為氧化鎂、氧化鋅、氧化鋁、氧化鐵中的任意一種或其任意結合；20%～40%的丙組分，丙組分為磷酸銨、磷酸鈉、磷酸鉀中的任意一種或其任意結合；8%～20%的A組分，A組分包括石膏、檸檬酸和硼砂鹽；0.2%～0.4%的B組分，B組分包括聚羚酸減水劑；15%～40%的C組分，C組分為水。本發明還提供了一種複合磷鋁酸鹽粘結劑的粘結方法。本發明的有益效果是：受環境溫溼度影響較小；收縮性較小；熱穩定性、長期化學穩定性較良好，抗凍融循環性能和抗乾濕循環等耐久性能較良好。
【專利說明】具有良好耐久性能的複合磷鋁酸鹽粘結劑及其粘結方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及複合磷鋁酸鹽粘結劑，尤其涉及一種具有良好耐久性能的複合磷鋁酸鹽粘結劑及其粘結方法。
【背景技術】
[0002]鋼筋混凝土結構經過多年使用後，或因所處環境不同侵蝕性介質的不利作用、鋼筋鏽蝕等出現耐久性問題；或因改建、擴建而要求結構構件具有更高的承載力；或因地震作用的影響而使結構構件出現局部損傷現象。基於系統可靠性和經濟性的全面考慮，對毀壞的結構構件進行補強加固，使其仍能滿足安全性、適用性和耐久性要求，不失為提高鋼筋混凝土結構使用壽命的重要手段。在工程上常用的鋼筋混凝土結構補強方法主要有以下幾種:1)增大截面加固法；2)外粘型鋼加固法；3)外加預應力加固法；4)噴射混凝土加固方法；5)置換混凝土加固法；6)增設支點加固法；7)粘貼纖維複合材(FRP)加固法；8)粘貼鋼板加固法。
[0003]由於FRP (Fiber Reinforced Polymer,纖維增強複合塑料)具有強度高、極好的耐腐蝕性能及耐久性能、施工便捷等優點；粘貼鋼板加固具有施工工藝簡單、加固效果好，加固質量容易保證和強度高等優點。粘貼纖維複合材(FRP)加固法和粘貼鋼板加固法，近年來在土木工程加固補強領域中得到了廣泛的應用。
[0004]在用FRP、鋼板加固修復後的鋼筋混凝土結構在使用過程中，除了承受外部載荷的作用外，還要經受各種使用環境的考驗，如溫度和溼度變化、長期乾濕循環作用、氯鹽侵蝕、紫外線照射以及化學介質腐蝕等破壞因素的影響，這些環境破壞因素一方面可能會影響材料本身的物理力學性能，另一方面可能會影響FRP、鋼板材料與結構的界面的粘結性能。在當前外貼FRP、鋼板加固混凝土結構中使用的配套結構膠絕大部分為環氧類有機高聚物，耐溫上限不到80°C，有相關的試驗按`IS0834標準進行火災試驗，結果表明:在標準升溫條件下，碳纖維布同混凝土之間的粘結強度在6min內就會喪失。其次，有機高分子材料還普遍具有以下的缺點:1、受環境溫溼度影響較大，且易老化；2、有機高分子材料收縮性較大，且老化後發脆；3、熱穩定性、長期化學穩定性較差，抗凍融循環性能和抗乾濕循環等耐久性能都很差。這些缺點都限制了 FRP、鋼板加固混凝土的使用範圍，假如沒有處理好有機膠的這些缺點，對加固後的混凝土結構來講也存在著一定的安全隱患。
【發明內容】
[0005]為了解決現有技術中的問題，本發明提供了一種具有良好耐久性能的複合磷鋁酸鹽粘結劑及其粘結方法。
[0006]本發明提供了一種具有良好耐久性能的複合磷鋁酸鹽粘結劑，包括:
15%?75%的甲組分，甲組分為磷鋁酸鹽膠凝材料；
10%?20%的乙組分，乙組分為氧化鎂、氧化鋅、氧化鋁、氧化鐵中的任意一種或其任意
結合；20%?40%的丙組分，丙組分為磷酸銨、磷酸鈉、磷酸鉀中的任意一種或其任意結合； 8%?20%的A組分，A組分包括石骨、朽1檬酸和硼砂鹽；
0.2%?0.4%的B組分，B組分包括聚羚酸減水劑；
15%?40%的C組分，C組分為水。
[0007]作為本發明的進一步改進，甲組分為15%，乙組分為20%，丙組分為37%，A組分為
9.7%，B組分為0.3%，C組分為18%。
[0008]作為本發明的進一步改進，甲組分為25%，乙組分為20%，丙組分為35%，A組分為
6.7%，B組分為0.3%，C組分為15%。
[0009]本發明還提供了一種複合磷鋁酸鹽粘結劑的粘結方法，包括以下步驟:
51、對被加固的混凝土結構表面用水清洗乾淨並保持溼潤；
52、確定被加固的混凝土結構的粗糙度；
53、用上述中任一項所述的複合磷鋁酸鹽粘結劑抹平被加固的混凝土結構的表面；
54、在具有所述複合磷鋁酸鹽粘結劑的混凝土結構的表面上粘貼上纖維增強複合塑料布，並施加壓力使所述纖維增強複合塑料布與所述複合磷鋁酸鹽粘結劑充分接觸。
[0010]作為本發明的進一步改進，還包括步驟S5:在纖維增強複合塑料布表面塗抹上一層如上述中任一項所述的複合磷 鋁酸鹽粘結劑。
[0011]作為本發明的進一步改進，還包括步驟S6:進行3分鐘?240分鐘的常溫固化。
[0012]作為本發明的進一步改進，所述步驟SI為:對被加固的混凝土結構表面用水清洗乾淨並保持溼潤72小時。
[0013]本發明還提供了一種複合磷鋁酸鹽粘結劑的粘結方法，包括以下步驟:
51、對被加固的混凝土結構表面用水清洗乾淨並保持溼潤；
52、確定被加固的混凝土結構的粗糙度；
53、用上述中任一項所述的複合磷鋁酸鹽粘結劑抹平被加固的混凝土結構的表面；
54、在具有所述複合磷鋁酸鹽粘結劑的混凝土結構的表面上粘貼上鋼板，並施加壓力使所述鋼板與所述複合磷鋁酸鹽粘結劑充分接觸。
[0014]本發明的有益效果是:通過上述方案，受環境溫溼度影響較小，不易老化；收縮性較小，且老化後不容易發脆；熱穩定性、長期化學穩定性較良好，抗凍融循環性能和抗乾濕循環等耐久性能較良好；工作性好，可快速發展力學性能；需水量較小，適應性強，在高溫環境可使用；與各種舊水泥混凝土、鋼材及各種有機、無機纖維有良好的界面粘結，並且無須特殊養護。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明一種複合磷鋁酸鹽粘結劑的粘結方法中對被加固的混凝土結構表面用水清洗乾淨並保持溼潤的示意圖；
圖2是本發明本發明一種複合磷鋁酸鹽粘結劑的粘結方法中用複合磷鋁酸鹽粘結劑抹平被加固的混凝土結構的表面的示意圖；
圖3是本發明本發明一種複合磷鋁酸鹽粘結劑的粘結方法中在具有複合磷鋁酸鹽粘結劑的混凝土結構的表面上粘貼上纖維增強複合塑料布的示意圖；
圖4是本發明本發明一種複合磷鋁酸鹽粘結劑的粘結方法中在纖維增強複合塑料布表面塗抹上一層複合磷鋁酸鹽粘結劑的示意圖；
圖5是本發明一種具有良好耐久性能的複合磷鋁酸鹽粘結劑形成的粘結界面示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合【專利附圖】
【附圖說明】及【具體實施方式】對本發明進一步說明。
[0017]圖1至圖5中的附圖標號為:複合磷鋁酸鹽粘結劑與混凝土結構的過濾層I ;複合磷鋁酸鹽粘結劑與混凝土結構界面2 ;複合磷鋁酸鹽粘結劑層3 ;複合磷鋁酸鹽粘結劑與混凝土結構粘結界面4 ;纖維增強複合塑料布5 ;混凝土結構6 ;複合磷鋁酸鹽粘結劑7。
[0018]一種具有良好耐久性能的複合磷鋁酸鹽粘結劑，包括:
15%?75%的甲組分，甲組分為採用62.5級、72.5級和82.5級磷鋁酸鹽膠凝材料；10%?20%的乙組分，乙組分為氧化鎂(MgO)、氧化鋅(ZnO)、氧化招(A1203)、氧化鐵(Fe2O3)中的任意一種或其任意結合；
20%?40%的丙組分，丙組分為磷酸銨、磷酸鈉、磷酸鉀中的任意一種或其任意結合； 8%?20%的A組分，A組分包括石骨、朽1檬酸和硼砂鹽；
0.2%?0.4%的B組分，B組分包括聚羚酸減水劑；
15%?40%的C組分，C組分為水(自來水)。
[0019]甲組分可優選 為15%，乙組分可優選為20%，丙組分可優選為37%，A組分可優選為
9.7%，B組分可優選為0.3%，C組分可優選為18%。
[0020]甲組分可優選為25%，乙組分可優選為20%，丙組分可優選為35%，A組分可優選為
6.7%，B組分可優選為0.3%，C組分可優選為15%。
[0021]複合磷鋁酸鹽(無機)粘結劑7是以磷質和鎂質材料與磷鋁酸鹽膠凝材料複合而成利用磷質材料與鎂質材料的酸化硬化和磷鋁酸鹽膠凝材料的水化硬化這兩種固化材料複合而成，形成一種含有酸化固化體和水化固化體且結構中具有無機高分子的三維網絡，使硬化系統具有較強粘結力及較高的抗拉、抗壓強度的無機硬化體。
[0022]複合磷鋁酸鹽(無機)粘結劑7的固化條件:常溫固化；固化時間可調:3分鐘?3、4小時；剝離強度:1.7MPa ;拉伸粘結強度:2.15MPa ;固化後外觀:灰褐色凝固膠體。
[0023]按照具體工程使用的要求，甲、乙、丙、A、B、C各組分可在上述各自的百分比範圍中選擇各自的用量。
[0024]例子1:用複合磷鋁酸鹽(無機)粘結劑7粘貼纖維增強複合塑料布5加固混凝土結構，為了讓粘結劑能更好的浸潤纖維增強複合塑料布5，按以下比例配置複合磷鋁酸鹽(無機)粘結劑7，在粘結前先對纖維增強複合塑料布5 (簡稱FRP布)進行浸泡20分鐘，然後在按下述施工步驟進行施工。按該配合比粘貼纖維增強複合塑料布5後進行實驗。實驗結果表明:該無機膠體初凝時間:約20分鐘；3天抗壓強度為:42MPa ;剝離強度:1.67MPa ;拉伸粘結強度:2.2IMPa ;試件破壞形態為:被修復體混凝土被剝落。
[0025]
【權利要求】
1.一種具有良好耐久性能的複合磷鋁酸鹽粘結劑，其特徵在於，包括: 15%?75%的甲組分，甲組分為磷鋁酸鹽膠凝材料； 10%?20%的乙組分，乙組分為氧化鎂、氧化鋅、氧化鋁、氧化鐵中的任意一種或其任意結合； 20%?40%的丙組分，丙組分為磷酸銨、磷酸鈉、磷酸鉀中的任意一種或其任意結合； 8%?20%的A組分，A組分包括石骨、朽1檬酸和硼砂鹽； 0.2%?0.4%的B組·分，B組分包括聚羚酸減水劑； 15%?40%的C組分，C組分為水。
2.根據權利要求1所述的具有良好耐久性能的複合磷鋁酸鹽粘結劑，其特徵在於:甲組分為15%，乙組分為20%，丙組分為37%，A組分為9.7%，B組分為0.3%，C組分為18%。
3.根據權利要求1所述的具有良好耐久性能的複合磷鋁酸鹽粘結劑，其特徵在於:甲組分為25%，乙組分為20%，丙組分為35%，A組分為6.7%，B組分為0.3%，C組分為15%。
4.一種複合磷鋁酸鹽粘結劑的粘結方法，其特徵在於，包括以下步驟: 51、對被加固的混凝土結構表面用水清洗乾淨並保持溼潤； 52、確定被加固的混凝土結構的粗糙度； 53、用權利要求1至3中任一項所述的複合磷鋁酸鹽粘結劑抹平被加固的混凝土結構的表面； 54、在具有所述複合磷鋁酸鹽粘結劑的混凝土結構的表面上粘貼上纖維增強複合塑料布，並施加壓力使所述纖維增強複合塑料布與所述複合磷鋁酸鹽粘結劑充分接觸。
5.根據權利要求4所述的複合磷鋁酸鹽粘結劑的粘結方法，其特徵在於，還包括步驟55:在纖維增強複合塑料布表面塗抹上一層如權利要求1至3中任一項所述的複合磷鋁酸鹽粘結劑。
6.根據權利要求5所述的複合磷鋁酸鹽粘結劑的粘結方法，其特徵在於，還包括步驟56:進行3分鐘?240分鐘的常溫固化。
7.根據權利要求4所述的複合磷鋁酸鹽粘結劑的粘結方法，其特徵在於，所述步驟SI為:對被加固的混凝土結構表面用水清洗乾淨並保持溼潤72小時。
8.一種複合磷鋁酸鹽粘結劑的粘結方法，其特徵在於，包括以下步驟: ·51、對被加固的混凝土結構表面用水清洗乾淨並保持溼潤； ·52、確定被加固的混凝土結構的粗糙度； ·53、用權利要求1至3中任一項所述的複合磷鋁酸鹽粘結劑抹平被加固的混凝土結構的表面； ·54、在具有所述複合磷鋁酸鹽粘結劑的混凝土結構的表面上粘貼上鋼板，並施加壓力使所述鋼板與所述複合磷鋁酸鹽粘結劑充分接觸。
【文檔編號】C04B12/02GK103435282SQ201310386835
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月30日 優先權日:2013年8月30日
【發明者】隋莉莉, 邢鋒, 李鍾浩, 胡佳山, 李偉文, 周英武 申請人:深圳大學