【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于磷酸盐粘结剂，涉及一种碳纤维布加固建筑结构用磷酸镁无机胶及其制备方法。
技术介绍
1、这里的陈述仅提供与本专利技术相关的
技术介绍
，而不必然地构成现有技术。
2、随着城市发展和产业结构调整，大量工业与民用建筑因达到设计使用年限、早期设计标准不满足现行规范、施工缺陷、自然灾害以及使用功能发生改变等原因面临承载力下降、可靠度和耐久性不足的问题迫切需要重建或改造加固。相比于传统加固混凝土结构的方法，粘贴碳纤维布加固法由于具有比强度高、比刚度高、耐腐蚀性好、应用范围广泛和施工便捷等优点而在结构加固领域得到广泛应用。
3、目前，实际工程中普遍采用环氧类有机胶作为碳纤维布加固混凝土结构配套使用的胶粘剂，其玻璃化温度仅有65~82℃，在火灾环境下极易劣化，进而碳纤维布与被加固构件粘结失效，导致加固系统失效，甚至引发建筑结构坍塌。另外，环氧类有机胶耐久性较差，对于采用有机胶粘贴cfrp布加固的混凝土构件，应定期检查其工作状态，检查时间间隔不应超过10年。这不仅增加了维护成本，造成了建筑装修破坏，影响了结构正常使用，也对结构的长期安全性提出了挑战。
4、磷酸镁无机胶(magnesium phosphate inorganic adhesive，简称mpia)是一种新型胶凝材料，具有凝结速度快、早期强度高、与旧混凝土粘结性能好、对环境影响小等突出优点。mpia主要是由死烧或重烧氧化镁、酸式磷酸盐（以磷酸二氢铵或磷酸二氢钠为主）、缓凝剂以及掺合料按照一定比例配置而成，其主要水化产物为鸟粪石(mgnh4p
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种碳纤维布加固建筑结构用磷酸镁无机胶及其制备方法。本专利技术的磷酸镁无机胶具有优异的粘结性能和耐高温性能，在高温环境下的力学强度和粘结性能得到了有效提高。
2、为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：
3、第一方面，本专利技术提供一种碳纤维布加固建筑结构用磷酸镁无机胶，按质量份计，由以下组分组成：死烧氧化镁100份；磷酸二氢钾46~68份；陶瓷粉5~20份；角闪石粉5~20份；多壁碳纳米管0.3~0.6份；乙二胺四乙酸二钾或乙二胺四乙酸二钠1~5份；硼砂1~6份；氯化钙0.7~1份；水20~32份。
4、在一些实施例中，所述耐高温磷酸镁无机胶，按质量份计，由以下组分组成：死烧氧化镁100份；磷酸二氢钾50~65份；陶瓷粉5~20份；角闪石粉5~20份；多壁碳纳米管0.3~0.6份；乙二胺四乙酸二钾或乙二胺四乙酸二钠2~5份；硼砂3~6份；氯化钙0.7~1份；水20~30份。
5、在一些实施例中，所述死烧氧化镁中mgo的质量百分数为92%~97%。
6、优选的，所述死烧氧化镁的粒径为250~-425目。
7、在一些实施例中，所述磷酸二氢钾的粒径为32~40目。
8、在一些实施例中，所述陶瓷粉的粒径为200~300目，所述角闪石粉的粒径为300~400目。
9、第二方面，本专利技术提供所述碳纤维布加固建筑结构用磷酸镁无机胶的制备方法，包括如下步骤：将氯化钙溶于部分水中，然后将氯化钙溶液与磷酸二氢钾、乙二胺四乙酸二钾、硼砂、多壁碳纳米管、陶瓷粉和角闪石粉混合均匀，得混合物；
10、使用时，将死烧氧化镁加入所述混合物中，搅拌设定时间，加入剩余水，搅拌均匀，即得耐高温磷酸镁无机胶。
11、磷酸镁无机胶制备过程属于酸碱中和反应，磷酸二氢钾提供酸性成分，氧化镁与水反应提供碱性成分，化学反应迅速且剧烈。若不掺加缓凝剂及调整加料顺序，会致使浆体凝结时间过短，进而难以应用于实际工程，制备时需将死烧氧化镁与磷酸二氢钾分步混合，并在两者混合前，保证磷酸二氢钾与缓凝组分混合均匀。故出于缓凝的考虑，本专利技术的制备方法采取先将死烧氧化镁以外的组分混合均匀，再添入死烧氧化镁。
12、综上，出于缓凝的考虑，本专利技术的制备采取先将死烧氧化镁以外的组分混合均匀，再添入死烧氧化镁的方法。
13、在一些实施例中，加入死烧氧化镁后，搅拌的时间为4-10min，优选为4-7min。
14、在一些实施例中，用于溶解氯化钙的水占水的总量的60%-80%。
15、上述本专利技术的一种或多种实施例取得的有益效果如下：
16、（1）本专利技术所采用的耐高温磷酸镁无机胶高温后力学性能优异。本专利技术使用高温下化学稳定性优异的陶瓷粉与角闪石粉对磷酸镁无机胶进行耐高温改性，并通过掺入多壁碳纳米管提高了磷酸镁无机胶常温及高温的力学强度。200℃后，其抗折强度及抗压强度均能维持常温时的80%以上，而传统环氧类有机胶在此温度下已热氧化分解；1000℃后，抗折强度及抗压强度均能维持常温时的40%以上，抗折强度与抗压强度相对于常规磷酸镁无机胶均提高50%以上。耐高温性能显著优于传统环氧类有机胶及常规磷酸镁无机胶。
17、（2）本专利技术所采用的耐高温磷酸镁无机胶稳定性好。相比于常规磷酸镁无机胶，本专利技术的耐高温磷酸镁无机胶添加陶瓷粉与角闪石粉，尤其是角闪石粉的粒径小于陶瓷粉的粒径，有效填充了磷酸镁无机胶的内部孔洞（角闪石粉和陶瓷粉复掺时，可有效填充不同孔径的微小孔洞，复掺效果优于单掺耐高温材料），并且多壁碳纳米管发挥桥接作用，使其微观结构更加密实，提高了磷酸镁无机胶在高温环境时的基体结构稳定性，从而使其在微观层面上得到明显改善。经历1000℃以上的高温后，不收缩、开裂、变形，对酸、碱、盐等腐蚀性环境也具有较强的抵抗力，确保了其作为胶粘剂在高温、腐蚀等极端环境下的稳定性，解决了传统粘结胶耐久性差、需频繁进行周期性检查的问题，有效降低了加固结构的维护成本，扩大了cfrp加固技术的应用范围；
18、（3）本专利技术所采用的耐高温磷酸镁无机胶高温下的粘结性能退化缓慢，经历600℃高温后其粘结强度仍为常温下强度的25%左右，而环氧类有机胶在200℃时粘结强度已完全丧失，确保了高温下碳纤维布与混凝土结构之间的粘结可靠性；解决了传统环氧类有机胶到达玻化温度后粘结强度丧失的问题，提高了混凝土结构加固系统的火灾安全性。
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1.一种碳纤维布加固建筑结构用磷酸镁无机胶，其特征在于：按质量份计，由以下组分组成：死烧氧化镁100份；磷酸二氢钾46-68份；陶瓷粉5-20份；角闪石粉5-20份；多壁碳纳米管0.3-0.6份；乙二胺四乙酸二钾或乙二胺四乙酸二钠1-5份；硼砂1-6份；氯化钙0.7-1份；水20-32份。
2.根据权利要求1所述的碳纤维布加固建筑结构用磷酸镁无机胶，其特征在于：按质量份计，由以下组分组成：死烧氧化镁100份；磷酸二氢钾50-65份；陶瓷粉5-20份；角闪石粉5-20份；多壁碳纳米管0.3-0.6份；乙二胺四乙酸二钾或乙二胺四乙酸二钠2-5份；硼砂3-6份；氯化钙0.7-1份；水20-30份。
3.根据权利要求1或2所述的碳纤维布加固建筑结构用磷酸镁无机胶，其特征在于：所述死烧氧化镁中MgO的质量百分数为92%-97%。
4.根据权利要求1或2所述的碳纤维布加固建筑结构用磷酸镁无机胶，其特征在于：所述死烧氧化镁的粒径为250-425目。
5.根据权利要求1或2所述的碳纤维布加固建筑结构用磷酸镁无机胶，其特征在于：所述磷酸二氢钾的粒径为
6.根据权利要求1或2所述的碳纤维布加固建筑结构用磷酸镁无机胶，其特征在于：所述陶瓷粉的粒径为200-300目，所述角闪石粉的粒径为300-400目。
7.权利要求1-6任一所述碳纤维布加固建筑结构用磷酸镁无机胶的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：将氯化钙溶于部分水中，然后将氯化钙溶液与磷酸二氢钾、乙二胺四乙酸二钾或乙二胺四乙酸二钠、硼砂、多壁碳纳米管、陶瓷粉和角闪石粉混合均匀，得混合物；
8.根据权利要求7所述的碳纤维布加固建筑结构用磷酸镁无机胶的制备方法，其特征在于：加入死烧氧化镁后，搅拌的时间为4-10min。
9.根据权利要求7所述的碳纤维布加固建筑结构用磷酸镁无机胶的制备方法，其特征在于：用于溶解氯化钙的水占水的总量的60%-80%。
10.根据权利要求9所述的碳纤维布加固建筑结构用磷酸镁无机胶的制备方法，其特征在于：用于溶解氯化钙的水占水的总量的65%-75%。
...【技术特征摘要】
1.一种碳纤维布加固建筑结构用磷酸镁无机胶，其特征在于：按质量份计，由以下组分组成：死烧氧化镁100份；磷酸二氢钾46-68份；陶瓷粉5-20份；角闪石粉5-20份；多壁碳纳米管0.3-0.6份；乙二胺四乙酸二钾或乙二胺四乙酸二钠1-5份；硼砂1-6份；氯化钙0.7-1份；水20-32份。
2.根据权利要求1所述的碳纤维布加固建筑结构用磷酸镁无机胶，其特征在于：按质量份计，由以下组分组成：死烧氧化镁100份；磷酸二氢钾50-65份；陶瓷粉5-20份；角闪石粉5-20份；多壁碳纳米管0.3-0.6份；乙二胺四乙酸二钾或乙二胺四乙酸二钠2-5份；硼砂3-6份；氯化钙0.7-1份；水20-30份。
3.根据权利要求1或2所述的碳纤维布加固建筑结构用磷酸镁无机胶，其特征在于：所述死烧氧化镁中mgo的质量百分数为92%-97%。
4.根据权利要求1或2所述的碳纤维布加固建筑结构用磷酸镁无机胶，其特征在于：所述死烧氧化镁的粒径为250-425目。
5.根据权利要求1或2所述的碳纤...
【专利技术属性】
技术研发人员：闫凯，刘星宇，任鹏飞，宋渊博，张倩，李尧，
申请(专利权)人：山东建筑大学，
类型：发明
国别省市：
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