一种高性能结构胶及其制备方法和施工方法技术

本发明专利技术的高性能结构胶及其制备方法和施工方法，通过混合搅拌E‑44环氧树脂100组分、硅酸钾和硅酸钠混合液5‑30组分、硅微粉20‑180组分、纳米碳酸钙5‑30组分、微米碳纤维1‑4组分制得A混合物，通过混合搅拌聚酰胺20组分、芳香胺30组分、硅微粉20‑60组分和微米碳纤维1‑2组分制得B混合物。取质量比为2：1的A混合物和B混合物搅拌并通过置于密闭容器中抽真空脱气泡处理制得高性能结构胶，该高性能结构胶具有粘结强度高、耐候性和耐久性好、结构胶内气泡少、防水和防腐效果优、流动性强、绿色环保、施工便捷等优点，具有良好的市场前景，适合推广。

【技术实现步骤摘要】
一种高性能结构胶及其制备方法和施工方法
本专利技术涉及桥梁结构胶的
，具体涉及一种高性能结构胶及其制备方法和施工方法。
技术介绍
桥梁是交通运输网的关键节点，对保障交通的高效运行起着至关重要的作用。混凝土桥梁在我国桥梁中占据重要的地位和相当大的比例。在混凝土桥梁的运营期内，在荷载和外界环境等因素作用下，桥梁会出现病害，其中比较典型和普遍的就是裂缝，其不仅会改变结构的应力分布，还会造成外界腐蚀因素进入桥梁结构内，加剧材料的劣化，威胁桥梁的安全性和耐久性。根据裂缝的产生原因和发展程度，处理方法主要有加固结构和封闭裂缝两大类，在这两大类应对裂缝的方法中，结构胶主要是做为加固方法中加固材料与被加固结构之间的连接剂以及做为裂缝的封闭材料。针对结构胶做为加固材料与被加固结构之间的连接剂，主要存在以下问题：(1)结构胶的力学性能不高，尤其是粘结性能。根据实际工程调研可知，目前粘贴碳纤维布法、粘贴碳纤维板法、粘贴预应力碳纤维板法和粘贴钢板法等加固方法中，在加固材料力学性能得到充分发挥之前，加固体系就因为结构胶失效而破坏，造成了极大的加固材料强度浪费。(2)结构胶的耐候性和耐久性不高。根据实际工程调研可知，在已经采用结构胶的粘贴法加固工程中，由于静动力荷载作用、外界环境因素影响，结构胶的使用寿命和性能远未达到设计的使用寿命，造成加固体系的提前维护和更换，施工麻烦，成本费用较高，对结构的影响也比较大。(3)结构胶中的气泡比较多，且不易排出。结构胶中的气泡会降低结构胶的力学性能和耐久性，削弱加固效果，为外界腐蚀环境因素进入结构内部提供了通道，威胁结构的安全性和耐久性。(4)结构胶的防水和防腐性能较弱，且不能为结构内部的钢筋提供有效的防护。由于结构胶的工作环境通常是野外，受到紫外线、雨雪等外界因素影响较大，结构胶防水和防腐性能弱会造成结构胶的性能退化，甚至失效，轻则影响加固结构和加固体系的耐久性，重则威胁结构的安全性。(5)结构胶的流动性较差，结构胶的现场配置和施工比较麻烦。目前市场上常用的结构胶制作需要经过多个工艺流程，耗费的时间成本、材料成本、人力成本和物力成本较高。结构胶流动性差也增大了结构胶的制作与施工难度。针对做为封闭材料的结构胶，主要存在以下问题：(1)结构胶的力学性能不高，尤其是粘结性能。根据实际工程调研可知，在已经采用结构胶做为封闭材料的实际结构中，这些结构胶多与被加固结构之间呈现剥离状态，且结构胶在应力和外界环境作用下，处于开裂状态。(2)结构胶的耐候性和耐久性不高。根据实际工程调研可知，在采用结构胶做为封闭材料的加固工程中，由于静动力荷载作用、外界环境因素影响，结构胶的使用寿命和性能远未达到设计的使用寿命，造成加固体系的提前维护和更换，施工麻烦，成本费用较高，对结构的影响也比较大。较多采用结构胶做为封闭材料的结构中，往往会出现加固不久后封闭部位重新开裂的情况，造成外界腐蚀因素进入结构内部，威胁结构的安全性和耐久性。(3)结构胶中的气泡比较多，且不易排出。结构胶中的气泡会降低结构胶的力学性能和耐久性，削弱加固效果，为外界腐蚀环境因素进入结构内部提供了通道，威胁结构的安全性和耐久性。(4)结构胶的防水和防腐性能较弱，且不能为结构内部的钢筋提供有效的防护。由于结构胶的工作环境通常是野外，受到紫外线、雨雪等外界因素影响较大，结构胶防水和防腐性能弱会造成结构胶的性能退化，甚至失效，轻则影响加固结构和加固体系的耐久性，重则威胁结构的安全性。(5)结构胶的流动性较差，结构胶的现场配置和施工比较麻烦。目前市场上常用的结构胶制作需要经过多个工艺流程，耗费的时间成本、材料成本、人力成本和物力成本较高。结构胶流动性差会导致细微裂缝封闭不完全，进而影响加固效果，也增大了结构胶的制作与施工难度。
技术实现思路
针对上述存在的技术问题，本专利技术提供一种具有粘结强度高、耐候性和耐久性好、结构胶内气泡少、防水和防腐效果优、流动性强、绿色环保、施工便捷的高性能结构胶及其制备方法和施工方法，具体方案如下：一种高性能结构胶，主要由以下重量份原材料制成：E-44环氧树脂100份、硅酸钾和硅酸钠混合液5-30份、硅微粉20-240份、纳米碳酸钙5-30份、微米碳纤维1-6份、聚酰胺20份、芳香胺30份。进一步地，主要由以下重量份原材料制成：E-44环氧树脂100份、硅酸钾和硅酸钠混合液5-10份、硅微粉20-80份、纳米碳酸钙10-30份、微米碳纤维1-4份、聚酰胺20份、芳香胺30份。进一步地，所述硅酸钾和硅酸钠混合液由密度为1.44g/cm3的钠水玻璃和钾水玻璃以重量份配比1：1进行配制所得。进一步地，所述硅微粉为5000目硅微粉。所述一种高性能结构胶的制备方法，包括如下步骤：步骤1.称量E-44环氧树脂100组分、硅酸钾和硅酸钠混合液0-30组分、硅微粉0-180组分、纳米碳酸钙0-30组分和微米碳纤维0-4组份的原材料混合，在恒温条件下，使用搅拌器以1000转/分钟的转速搅拌均匀，并置于密闭容器中抽真空脱气泡处理5分钟制备得A混合物；步骤2.称量硅微粉0-60组分、聚酰胺0-50组分、芳香胺0-30组分和微米碳纤维0-2组分的原材料混合，在恒温条件下，使用搅拌器以400转/分钟的转速搅拌均匀，置于密闭容器中抽真空脱气泡处理5分钟制得B混合物；步骤3.将步骤1制备好的A混合物和步骤2制备好的B混合物混合在一起，在恒温条件下，使得搅拌器以1000转/分钟的转速搅拌均匀，置于密闭容器中抽真空脱气泡处理5分钟制备获得。进一步地，所述步骤1制备好的A混合物和步骤2制备好的B混合物的质量比为2：1。所述的高性能结构胶用作桥梁的加固的连接剂或桥梁裂缝封闭材料。本专利技术的优点(1)本专利技术的高性能结构胶具有粘结强度高、耐候性和耐久性好、结构胶内气泡少、防水和防腐效果优、流动性强、绿色环保、施工便捷等优点，具有良好的市场前景，适合推广。(2)本专利技术中的高性能结构胶具有优良的粘结性能。无偶联剂改性环氧树脂，以硅酸钠、硅酸钾、芳香胺作为增韧剂和固化剂本身粘性高，液态时具有高渗透性和流动性，可降低合成树脂胶体粘度，进而改善填料分散度和整体性，固化后能提高黏度和韧性。(3)本专利技术中的高性能结构胶具有超高耐久性。硅微粉和纳米碳酸钙两种材料结合环氧树脂具有叠合效应，经配比调整，可更有效提高胶体固化后的抗压抗拉强度。微米级碳纤维能更好地与树脂相容，吸收基体树脂的变形功，阻碍并钝化银纹在树脂中的扩散，提高结构胶的韧性。胶体受梁体保护且自重较小，对混凝土粘度高，难脱落，解决大多数加固材料易剥离而导致加固效果失效，耐久性差的问题。(4)本专利技术中的高性能结构胶具有低发泡率。将硅微粉填料和微米碳纤维增韧剂以质量比2：1分到A、B混合物进行搅拌，防止无机填料过于集中，降低结构胶配制过程中的发泡率。使用硅酸钠和硅酸钾混合液，具有高流动性，能够有效地提高A混合物胶的流动性，降低表面张力，在恒温搅拌下放热易将气泡排出，达到消泡效果。使用芳香胺具有高流动性，有效地提高B混合物的渗透性和流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高性能结构胶，其特征在于，主要由以下重量份原材料制成：E-44环氧树脂100份、硅酸钾和硅酸钠混合液5-30份、硅微粉20-240份、纳米碳酸钙5-30份、微米碳纤维1-6份、聚酰胺20份、芳香胺30份。/n

【技术特征摘要】
1.一种高性能结构胶，其特征在于，主要由以下重量份原材料制成：E-44环氧树脂100份、硅酸钾和硅酸钠混合液5-30份、硅微粉20-240份、纳米碳酸钙5-30份、微米碳纤维1-6份、聚酰胺20份、芳香胺30份。


2.根据权利要求1所述的一种高性能结构胶，其特征在于，主要由以下重量份原材料制成：E-44环氧树脂100份、硅酸钾和硅酸钠混合液5-10份、硅微粉20-80份、纳米碳酸钙10-30份、微米碳纤维1-4份、聚酰胺20份、芳香胺30份。


3.根据权利要求1所述的一种高性能结构胶，其特征在于，所述硅酸钾和硅酸钠混合液由密度为1.44g/cm3的钠水玻璃和密度为1.44g/cm3的钾水玻璃以重量份配比1：1进行配制所得。


4.根据权利要求1所述的一种高性能结构胶，其特征在于，所述硅微粉为5000目硅微粉。


5.采用权利要求1任意一项所述一种高性能结构胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

【专利技术属性】
技术研发人员：谢开仲，何俊泓，王红伟，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：广西;45