固化剂混掺对高温下CFRP板-钢板界面黏结性能的影响
李游1，2，李传习*2，郑辉1，张海萍1，刘方成1
（1.湖南工业大学土木工程学院，株洲；2.长沙理工大学桥梁与建筑绿色建造与维护湖南省重点实验室，长沙）
1.研究意义用于结构加固的界面胶黏剂属于高分子聚合物，是对温度敏感的粘弹性材料，随温度升高，会出现玻璃转变区域。服役温度的变化会影响其物理性能、化学性能及力学性能等，从而影响到CFRP加固钢结构的界面黏结性能。
2.创新进展
针对单一固化剂难以兼顾耐热性和韧性的不足，研究了耐热性能较好的缩胺和韧性较好的聚醚胺D两种固化剂混掺对纳米SiO2环氧胶黏剂玻璃转变温度及高温下基本力学性能的影响。研究了两种固化剂混掺对CFRP板-钢板搭接界面粘结性能的影响机制，得到了较好地兼顾桥梁加固耐热性和韧性要求的固化剂混掺比。
3.研究方法按一定固化条件制作了30个胶黏剂拉伸试件、21个碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)板-钢板双搭接试件，进行了高温及常温下的准静态拉伸试验、拉伸剪切试验，测试了相应胶黏剂的动态热机械性能，并与常用商品胶的耐热性能与力学性能进行比较。图1CFRP-钢双搭接试件拉伸试验
Fig.1TensiletestofCFRP-steeldoublelaptestpiece
4.结论（1）随混掺固化剂中聚醚胺D比重的增加，胶黏剂高温下的拉伸强度及弹性模量逐渐降低，断裂伸长率及应变能先增加后减小，缩胺与聚醚胺D两种固化剂混掺的推荐比例为1∶2。随固化温度的升高，具有固化剂混掺较佳比例的胶黏剂的玻璃转变温度有所提升，综合技术与经济因素，推荐(较佳)固化条件为90℃、2h。
（2）推荐比例与推荐固化条件的纳米SiO2环氧胶黏剂在环境温度20~70℃之间的拉伸强度及韧性均大大优于常用商品胶黏剂。基于推荐比例与推荐固化工艺的纳米SiO2胶黏剂粘结的CFRP板-钢板搭接接头，在70℃服役温度下的荷载-位移曲线存在屈服段，承载能力(较采用单一缩胺和单一聚醚胺D固化剂的搭接试件分别提升了.03%、64.43%)和延性(为采用单一缩胺固化剂的搭接试件的2.5倍以上)均大幅提升。
（3）高温和常温下的黏结-滑移本构均为三线性四边形。胶黏剂在满足耐热性的同时，需尽可能提升其韧性，才能有效提升CFRP-钢搭接界面的力学性能。
（4）相比于常用商品胶黏剂，研制的推荐胶黏剂粘结的CFRP板-钢板搭接接头具有优越得多的承载能力和界面断裂能。
关键词：固化剂；环氧树脂胶黏剂；CFRP-钢搭接接头；高温；黏结-滑移本构；抗剪承载力
DOI：10./j.cnki.fhclxb..
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