[發明專利]一種無機膠浸漬碳纖維的固化方法

有效

• 申請號: 202110264753.3
• 申請日: 2021-03-11
• 公開（公告）號: CN113277824B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 杜運興;彭鈺蘭;周芬
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: C04B28/26
• 分類號: C04B28/26;C04B14/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種無機膠浸漬碳纖維的固化方法，由2～3體積份的水玻璃和1～1.5體積份的內摻型防水劑組成，將碳纖維布浸漬到無機膠內，采用木刷按壓式浸漬10?15min，然后取出晾干。本發明能耐受較高溫度，黏結強度不會隨溫度升高驟然降低，從而保證其傳遞纖維間剪力以及與混凝土共同作用的基礎，且制作簡單，干燥快。

技術領域

本發明屬于建筑領域，尤其涉及一種無機膠浸漬碳纖維的固化方法。

背景技術

隨著建筑結構修復和加固需求的不斷增長，碳纖維材料因其輕質、高強、耐腐蝕，耐久性好及施工便捷等優點，被廣泛用于建筑結構加固領域。其中一種應用情況為纖維編織網增強混凝土(Textile Reinforced Concrete，簡稱TRC)，它是一種新型復合材料，主要由多軸纖維編織網和精細混凝土結合而成。作為碳纖維網格布布的主要成分，碳纖維在絕氧條件下具有良好的高溫力學性能，其強度在1000℃以內不隨溫度升高而降低。但目前加固所用的環氧樹脂膠。玻化溫度(T_g為60～82℃)較低，其熱穩定性、長期化學穩定性較差。當溫度達到?；瘻囟萒_g時，有機膠的黏結強度將急劇降低，喪失其傳遞纖維間剪力的作用，造成加固結構承載力和剛度的降低。且TRC構件保護層厚度較薄，在高溫條件下基體材料對纖維的保護作用較為薄弱，不利于構件的耐高溫性能，用環氧類有機膠粘貼碳纖維織物增強混凝土薄板結構難以滿足耐高溫要求。因此，碳纖維織物增強混凝土結構的耐高溫問題亟待解決。

為了解決上述問題，有人使用堿激發膠凝材料、氯氧鎂水泥、水泥基復合材料等無機膠凝材料將碳纖維織物與水泥基板材等黏貼。但是碳纖維的直徑只有5-8微米，因此碳纖維之間的間隙極小，而現有的無機膠凝材料粘度較大，因此極難滲入碳纖維的間隙之間，將碳纖維粘結成一體，未能對纖維束行成良好的約束，使得碳纖維不能整體協同受力，利用率較低。而現有TRC板中的碳纖維布大多還是采用有機環氧樹脂膠浸漬。但目前加固所用的環氧樹脂膠玻化溫度(T_g為60～82℃)較低，其熱穩定性、長期化學穩定性較差。當溫度達到?；瘻囟萒_g時，有機膠的黏結強度將急劇降低，喪失其傳遞纖維間剪力以及與混凝土共同作用的基礎，造成加固結構承載力和剛度的降低。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種無機膠浸漬碳纖維的固化方法。本發明能耐受較高溫度，黏結強度不會隨溫度升高驟然降低，從而保證其傳遞纖維間剪力以及與混凝土共同作用的基礎，且制作簡單，干燥快。

為達到上述技術效果，本發明的技術方案是：

一種無機膠浸漬碳纖維的固化方法，包括如下步驟：

步驟一、稱取2～3體積份的水玻璃和1～1.5體積份的內摻型防水劑；

步驟二、將水玻璃和內摻型防水劑混合均勻即制得無機膠浸漬碳纖維布；

步驟三、將碳纖維布浸漬到碳纖維無機浸漬膠內，采用木刷按壓式浸漬10-15min，然后取出晾干。

進一步的改進，0～25℃范圍內晾干的時間不低于2天，高于25℃時，不低于1.5天。

進一步的改進，所述內摻型防水劑為甲基硅酸鈉溶液；所述甲基硅酸鈉溶液的濃度為55～62％。

進一步的改進，所述水玻璃的模數為2.8～3.3。

一種采用上述無機膠浸漬碳纖維的固化方法制得的無機膠浸漬碳纖維布本發明的優點：

(1)提高耐高溫性能

相較于環氧樹脂，使用該無機膠能耐受較高溫度，黏結強度不會驟然降低，能保證其傳遞纖維間剪力以及與混凝土共同作用的基礎。

(2)成本低廉

水玻璃及防水劑價格低廉，在建筑工程領域中分別早有應用。

(3)節省時間