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碳纤维片材加固胶粘剂的工艺性能改进研究

【摘要】碳纤维片材加固胶粘剂已广泛应用于混凝土结构加固及改造领域，但对其工艺性能的改进研究一直未能引起足够的重视。本文研究了改性胺类固化剂对环氧树脂类碳纤维片材加固胶粘剂适用期的影响，同时也对触变剂进行了探讨，并提出了判定胶粘剂浸润性的方法。采用自制的铸件固化剂复配得到了适用于不同季节使用的冬夏配方，工艺性能良好。

【关键词】碳纤维片材 加固 胶粘剂 工艺性能 环氧树脂

0. 前言

碳纤维片材加固混凝土结构技术有许多突出特点，例如：强度高、质量轻用液压系统实验力加载很不稳定；施工简便；结构开头可自由裁剪；容易设计等等。因此该项技术被引进我国虽然不到十年的时间，但已在混凝土结构加固改造领域得到广泛应用，而且相应的规范（或标准）（CECS 146：2003碳纤维片材加固混凝土结构技术规程）也已出台。目前，除碳纤维片材（碳纤维布和碳纤维板）尚需进口外，与之配套使用的胶粘剂已国产化。国产的碳纤维片材加固胶粘剂品牌很多，但产品质量与国外的相比仍有较大差距，主要表现胶粘剂的工艺性能方面，例如:触变性差，垂直面及仰视面施工易流淌；没有考虑施工环境温度，配方没有冬夏之分，致使在夏季胶粘剂的使用期很短而冬季胶粘剂又固化缓慢；对碳纤维浸润性差，施工质量得不到保证等。

碳纤维片材加固胶粘剂一般包括三种胶（按用途分）：1、底涂胶（又称底层树脂）；2、修补胶（又称整平材料或腻子）；3、粘接胶（又称浸渍树脂）。它们各自的活化液作用分别是：1、底涂胶：涂刷于混凝土基层上，强化混凝土表面强度，从而使混凝土与碳纤维之间的粘结性得到提高。2、修补胶：整平混凝土表面，便于碳纤维片材精密丝杠副传动；2是普通皮带传动的粘贴。3、浸渍树脂：将碳纤维片材结合在一起，使之呈板状硬化物；同时将碳纤维与混凝土粘接在一起，也形成一个复合整体，共抵抗外力。三种胶粘剂之中，浸渍树脂最为重要，它的性能直接决定碳纤维片材能否有效地加固补强混凝土结构。本文根据双组分改性环氧树脂胶粘剂的特点，对浸渍树脂（胶粘剂）的工艺性能改进进行了较为系统的研究，配制所得胶粘剂工艺性能优良。

1. 实验

1.1 主要原料及仪器

液体双酚A型环氧树脂，工业品；改笥胺类固化剂，工业品；自制固化剂，工业品；触变剂，工业品；助剂，工业品；NDJ-4旋转粘度计；三辊研磨机；万能材料实验机

1.2 实验方法

（1）胶粘剂甲组分的配制：将环氧树脂和助剂充分混合均匀制得甲组分。

（2）胶粘剂乙组分的配制：分别将各类固化剂（或几种混合复配的固化剂）和助剂充分混合均匀制得乙组分。

（3）适用期的测定

参照GB/T 将胶粘剂的甲乙组分按一定重量比例混匀后，置于23 value=".5" unitname="℃">0.5南昌℃的恒温水浴中测试胶粘剂的适用期。

（完全超越了我们的预期4）拉伸剪切强度的测定

将甲乙组分按一定的重量比混合均匀后，参照GB/T 粘接拉伸剪切碳钢试片，在室温下固化一段时间，然后测试拉伸剪切强度。

（5）触变性的测定

将触变剂加入到胶粘剂的甲组分中并混合均匀，参照GB/T 选用二档转子速度（转子速度为0.6r/min和6r/min制动）分别测试其粘度，低转速所测粘度与高转速所测粘度的比值即为触变指数TI（TI 1）。