具有良好耐久性能的復(fù)合磷鋁酸鹽粘結(jié)劑及其粘結(jié)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種具有良好耐久性能的復(fù)合磷鋁酸鹽粘結(jié)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(jié)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(jié)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(fā)明還提供了一種復(fù)合磷鋁酸鹽粘結(jié)劑的粘結(jié)方法。本發(fā)明的有益效果是：受環(huán)境溫濕度影響較?。皇湛s性較?。粺岱€(wěn)定性、長期化學(xué)穩(wěn)定性較良好，抗凍融循環(huán)性能和抗干濕循環(huán)等耐久性能較良好。
【專利說明】具有良好耐久性能的復(fù)合磷鋁酸鹽粘結(jié)劑及其粘結(jié)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及復(fù)合磷鋁酸鹽粘結(jié)劑，尤其涉及一種具有良好耐久性能的復(fù)合磷鋁酸鹽粘結(jié)劑及其粘結(jié)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)經(jīng)過多年使用后，或因所處環(huán)境不同侵蝕性介質(zhì)的不利作用、鋼筋銹蝕等出現(xiàn)耐久性問題；或因改建、擴(kuò)建而要求結(jié)構(gòu)構(gòu)件具有更高的承載力；或因地震作用的影響而使結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)局部損傷現(xiàn)象?；谙到y(tǒng)可靠性和經(jīng)濟(jì)性的全面考慮，對(duì)毀壞的結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)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(jié)構(gòu)使用壽命的重要手段。在工程上常用的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)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(yù)應(yīng)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(shè)支點(diǎn)加固法；7)粘貼纖維復(fù)合材(FRP)加固法；8)粘貼鋼板加固法。
[0003]由于FRP (Fiber Reinforced Polymer,纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料)具有強(qiáng)度高、極好的耐腐蝕性能及耐久性能、施工便捷等優(yōu)點(diǎn)；粘貼鋼板加固具有施工工藝簡單、加固效果好，加固質(zhì)量容易保證和強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)。粘貼纖維復(fù)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(bǔ)強(qiáng)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。
[0004]在用FRP、鋼板加固修復(fù)后的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在使用過程中，除了承受外部載荷的作用外，還要經(jīng)受各種使用環(huán)境的考驗(yàn)，如溫度和濕度變化、長期干濕循環(huán)作用、氯鹽侵蝕、紫外線照射以及化學(xué)介質(zhì)腐蝕等破壞因素的影響，這些環(huán)境破壞因素一方面可能會(huì)影響材料本身的物理力學(xué)性能，另一方面可能會(huì)影響FRP、鋼板材料與結(jié)構(gòu)的界面的粘結(jié)性能。在當(dāng)前外貼FRP、鋼板加固混凝土結(jié)構(gòu)中使用的配套結(jié)構(gòu)膠絕大部分為環(huán)氧類有機(jī)高聚物，耐溫上限不到80°C，有相關(guān)的試驗(yàn)按`IS0834標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行火災(zāi)試驗(yàn)，結(jié)果表明:在標(biāo)準(zhǔn)升溫條件下，碳纖維布同混凝土之間的粘結(jié)強(qiáng)度在6min內(nèi)就會(huì)喪失。其次，有機(jī)高分子材料還普遍具有以下的缺點(diǎn):1、受環(huán)境溫濕度影響較大，且易老化；2、有機(jī)高分子材料收縮性較大，且老化后發(fā)脆；3、熱穩(wěn)定性、長期化學(xué)穩(wěn)定性較差，抗凍融循環(huán)性能和抗干濕循環(huán)等耐久性能都很差。這些缺點(diǎn)都限制了 FRP、鋼板加固混凝土的使用范圍，假如沒有處理好有機(jī)膠的這些缺點(diǎn)，對(duì)加固后的混凝土結(jié)構(gòu)來講也存在著一定的安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供了一種具有良好耐久性能的復(fù)合磷鋁酸鹽粘結(jié)劑及其粘結(jié)方法。
[0006]本發(fā)明提供了一種具有良好耐久性能的復(fù)合磷鋁酸鹽粘結(jié)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(jié)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(jié)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(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，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(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，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(fā)明還提供了一種復(fù)合磷鋁酸鹽粘結(jié)劑的粘結(jié)方法，包括以下步驟:
51、對(duì)被加固的混凝土結(jié)構(gòu)表面用水清洗干凈并保持濕潤；
52、確定被加固的混凝土結(jié)構(gòu)的粗糙度；
53、用上述中任一項(xiàng)所述的復(fù)合磷鋁酸鹽粘結(jié)劑抹平被加固的混凝土結(jié)構(gòu)的表面；
54、在具有所述復(fù)合磷鋁酸鹽粘結(jié)劑的混凝土結(jié)構(gòu)的表面上粘貼上纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料布，并施加壓力使所述纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料布與所述復(fù)合磷鋁酸鹽粘結(jié)劑充分接觸。
[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，還包括步驟S5:在纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料布表面涂抹上一層如上述中任一項(xiàng)所述的復(fù)合磷 鋁酸鹽粘結(jié)劑。
[0011]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，還包括步驟S6:進(jìn)行3分鐘?240分鐘的常溫固化。
[0012]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟SI為:對(duì)被加固的混凝土結(jié)構(gòu)表面用水清洗干凈并保持濕潤72小時(shí)。
[0013]本發(fā)明還提供了一種復(fù)合磷鋁酸鹽粘結(jié)劑的粘結(jié)方法，包括以下步驟:
51、對(duì)被加固的混凝土結(jié)構(gòu)表面用水清洗干凈并保持濕潤；
52、確定被加固的混凝土結(jié)構(gòu)的粗糙度；
53、用上述中任一項(xiàng)所述的復(fù)合磷鋁酸鹽粘結(jié)劑抹平被加固的混凝土結(jié)構(gòu)的表面；
54、在具有所述復(fù)合磷鋁酸鹽粘結(jié)劑的混凝土結(jié)構(gòu)的表面上粘貼上鋼板，并施加壓力使所述鋼板與所述復(fù)合磷鋁酸鹽粘結(jié)劑充分接觸。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:通過上述方案，受環(huán)境溫濕度影響較小，不易老化；收縮性較小，且老化后不容易發(fā)脆；熱穩(wěn)定性、長期化學(xué)穩(wěn)定性較良好，抗凍融循環(huán)性能和抗干濕循環(huán)等耐久性能較良好；工作性好，可快速發(fā)展力學(xué)性能；需水量較小，適應(yīng)性強(qiáng)，在高溫環(huán)境可使用；與各種舊水泥混凝土、鋼材及各種有機(jī)、無機(jī)纖維有良好的界面粘結(jié)，并且無須特殊養(yǎng)護(hù)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明一種復(fù)合磷鋁酸鹽粘結(jié)劑的粘結(jié)方法中對(duì)被加固的混凝土結(jié)構(gòu)表面用水清洗干凈并保持濕潤的示意圖；
圖2是本發(fā)明本發(fā)明一種復(fù)合磷鋁酸鹽粘結(jié)劑的粘結(jié)方法中用復(fù)合磷鋁酸鹽粘結(jié)劑抹平被加固的混凝土結(jié)構(gòu)的表面的示意圖；
圖3是本發(fā)明本發(fā)明一種復(fù)合磷鋁酸鹽粘結(jié)劑的粘結(jié)方法中在具有復(fù)合磷鋁酸鹽粘結(jié)劑的混凝土結(jié)構(gòu)的表面上粘貼上纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料布的示意圖；
圖4是本發(fā)明本發(fā)明一種復(fù)合磷鋁酸鹽粘結(jié)劑的粘結(jié)方法中在纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料布表面涂抹上一層復(fù)合磷鋁酸鹽粘結(jié)劑的示意圖；
圖5是本發(fā)明一種具有良好耐久性能的復(fù)合磷鋁酸鹽粘結(jié)劑形成的粘結(jié)界面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】及【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0017]圖1至圖5中的附圖標(biāo)號(hào)為:復(fù)合磷鋁酸鹽粘結(jié)劑與混凝土結(jié)構(gòu)的過濾層I ;復(fù)合磷鋁酸鹽粘結(jié)劑與混凝土結(jié)構(gòu)界面2 ;復(fù)合磷鋁酸鹽粘結(jié)劑層3 ;復(fù)合磷鋁酸鹽粘結(jié)劑與混凝土結(jié)構(gòu)粘結(jié)界面4 ;纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料布5 ;混凝土結(jié)構(gòu)6 ;復(fù)合磷鋁酸鹽粘結(jié)劑7。
[0018]一種具有良好耐久性能的復(fù)合磷鋁酸鹽粘結(jié)劑，包括:
15%?75%的甲組分，甲組分為采用62.5級(jí)、72.5級(jí)和82.5級(jí)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(jié)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(jié)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(yōu)選 為15%，乙組分可優(yōu)選為20%，丙組分可優(yōu)選為37%，A組分可優(yōu)選為
9.7%，B組分可優(yōu)選為0.3%，C組分可優(yōu)選為18%。
[0020]甲組分可優(yōu)選為25%，乙組分可優(yōu)選為20%，丙組分可優(yōu)選為35%，A組分可優(yōu)選為
6.7%，B組分可優(yōu)選為0.3%，C組分可優(yōu)選為15%。
[0021]復(fù)合磷鋁酸鹽(無機(jī))粘結(jié)劑7是以磷質(zhì)和鎂質(zhì)材料與磷鋁酸鹽膠凝材料復(fù)合而成利用磷質(zhì)材料與鎂質(zhì)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復(fù)合而成，形成一種含有酸化固化體和水化固化體且結(jié)構(gòu)中具有無機(jī)高分子的三維網(wǎng)絡(luò)，使硬化系統(tǒng)具有較強(qiáng)粘結(jié)力及較高的抗拉、抗壓強(qiáng)度的無機(jī)硬化體。
[0022]復(fù)合磷鋁酸鹽(無機(jī))粘結(jié)劑7的固化條件:常溫固化；固化時(shí)間可調(diào):3分鐘?3、4小時(shí)；剝離強(qiáng)度:1.7MPa ;拉伸粘結(jié)強(qiáng)度:2.15MPa ;固化后外觀: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范圍中選擇各自的用量。
[0024]例子1:用復(fù)合磷鋁酸鹽(無機(jī))粘結(jié)劑7粘貼纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料布5加固混凝土結(jié)構(gòu)，為了讓粘結(jié)劑能更好的浸潤纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料布5，按以下比例配置復(fù)合磷鋁酸鹽(無機(jī))粘結(jié)劑7，在粘結(jié)前先對(duì)纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料布5 (簡稱FRP布)進(jìn)行浸泡20分鐘，然后在按下述施工步驟進(jìn)行施工。按該配合比粘貼纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料布5后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:該無機(jī)膠體初凝時(shí)間:約20分鐘；3天抗壓強(qiáng)度為:42MPa ;剝離強(qiáng)度:1.67MPa ;拉伸粘結(jié)強(qiáng)度:2.2IMPa ;試件破壞形態(tài)為:被修復(fù)體混凝土被剝落。
[0025]
【權(quán)利要求】
1.一種具有良好耐久性能的復(fù)合磷鋁酸鹽粘結(jié)劑，其特征在于，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(jié)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(jié)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(jù)權(quán)利要求1所述的具有良好耐久性能的復(fù)合磷鋁酸鹽粘結(jié)劑，其特征在于: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(jù)權(quán)利要求1所述的具有良好耐久性能的復(fù)合磷鋁酸鹽粘結(jié)劑，其特征在于: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%。
4.一種復(fù)合磷鋁酸鹽粘結(jié)劑的粘結(jié)方法，其特征在于，包括以下步驟: 51、對(duì)被加固的混凝土結(jié)構(gòu)表面用水清洗干凈并保持濕潤； 52、確定被加固的混凝土結(jié)構(gòu)的粗糙度； 53、用權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的復(fù)合磷鋁酸鹽粘結(jié)劑抹平被加固的混凝土結(jié)構(gòu)的表面； 54、在具有所述復(fù)合磷鋁酸鹽粘結(jié)劑的混凝土結(jié)構(gòu)的表面上粘貼上纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料布，并施加壓力使所述纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料布與所述復(fù)合磷鋁酸鹽粘結(jié)劑充分接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)合磷鋁酸鹽粘結(jié)劑的粘結(jié)方法，其特征在于，還包括步驟55:在纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料布表面涂抹上一層如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的復(fù)合磷鋁酸鹽粘結(jié)劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的復(fù)合磷鋁酸鹽粘結(jié)劑的粘結(jié)方法，其特征在于，還包括步驟56:進(jìn)行3分鐘?240分鐘的常溫固化。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)合磷鋁酸鹽粘結(jié)劑的粘結(jié)方法，其特征在于，所述步驟SI為:對(duì)被加固的混凝土結(jié)構(gòu)表面用水清洗干凈并保持濕潤72小時(shí)。
8.一種復(fù)合磷鋁酸鹽粘結(jié)劑的粘結(jié)方法，其特征在于，包括以下步驟: ·51、對(duì)被加固的混凝土結(jié)構(gòu)表面用水清洗干凈并保持濕潤； ·52、確定被加固的混凝土結(jié)構(gòu)的粗糙度； ·53、用權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的復(fù)合磷鋁酸鹽粘結(jié)劑抹平被加固的混凝土結(jié)構(gòu)的表面； ·54、在具有所述復(fù)合磷鋁酸鹽粘結(jié)劑的混凝土結(jié)構(gòu)的表面上粘貼上鋼板，并施加壓力使所述鋼板與所述復(fù)合磷鋁酸鹽粘結(jié)劑充分接觸。
【文檔編號(hào)】C04B12/02GK103435282SQ201310386835
【公開日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】隋莉莉, 邢鋒, 李鐘浩, 胡佳山, 李偉文, 周英武 申請(qǐng)人:深圳大學(xué)