碳纖維板膠的作用機(jī)制是什么
碳纖維板膠的作用機(jī)制是通過化學(xué)粘結(jié)與力學(xué)協(xié)同的雙重路徑,實(shí)現(xiàn)碳纖維板與基材(如混凝土、金屬)的高效整合,從而提升結(jié)構(gòu)的承載力和耐久性。
碳纖維板膠的作用機(jī)制是通過化學(xué)粘結(jié)與力學(xué)協(xié)同的雙重路徑,實(shí)現(xiàn)碳纖維板與基材(如混凝土、金屬)的高效整合,從而提升結(jié)構(gòu)的承載力和耐久性。其核心機(jī)制可分解為以下四個方面:
一、界面粘結(jié)與滲透機(jī)制
機(jī)械錨固效應(yīng)
膠粘劑中的低粘度組分(如底膠)滲透到混凝土表面的微孔和裂縫中,固化后形成物理錨固點(diǎn),增強(qiáng)界面機(jī)械咬合力。對于金屬基材,膠液通過潤濕表面氧化層或電泳涂層,形成微觀互鎖結(jié)構(gòu)。
化學(xué)鍵合作用
環(huán)氧樹脂類膠粘劑與混凝土中的羥基(—OH)、金屬表面的活性基團(tuán)(如鋁的氧化層)或碳纖維表面的官能團(tuán)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成共價鍵或氫鍵,提升粘結(jié)強(qiáng)度和耐老化性。
二、應(yīng)力傳遞與協(xié)同受力
荷載分配
膠層作為“傳力紐帶”,將基材承受的拉應(yīng)力、剪應(yīng)力傳遞至碳纖維板,利用后者高抗拉強(qiáng)度(如3500MPa以上)分擔(dān)荷載,延緩基材開裂或變形。例如,加固混凝土梁時,碳纖維板可分擔(dān)鋼筋30%-50%的拉應(yīng)力。
變形協(xié)調(diào)
膠粘劑的韌性(伸長率≥1.6%)確保其與碳纖維板的變形同步,避免因膠層脆性導(dǎo)致剝離失效。部分改性環(huán)氧膠甚至能吸收沖擊能量,減少應(yīng)力集中。
三、復(fù)合體系的環(huán)境防護(hù)
密封與防腐
膠液填充碳纖維板與基材間的空隙,形成連續(xù)保護(hù)層,阻隔水分、氧氣和腐蝕介質(zhì)侵入,防止碳纖維絲受潮或金屬基材銹蝕。例如,在潮濕地下室中,膠層可使碳纖維強(qiáng)度保留率3年后仍達(dá)90%以上。
耐候性保障
通過耐濕熱老化(-40~150℃)、抗凍融循環(huán)等性能,膠層在復(fù)雜環(huán)境中長期保持穩(wěn)定性,避免因溫度波動導(dǎo)致的界面脫粘。
四、工藝適配性優(yōu)化
施工適應(yīng)性
膠粘劑的觸變性(施工不流淌)和固化可控性(如20℃下3天受力)滿足不同環(huán)境需求。例如,低溫型膠粘劑可在5℃施工,通過加熱養(yǎng)護(hù)縮短固化時間。
厚度補(bǔ)償
采用“中間厚、邊緣薄”的刮涂原則,補(bǔ)償基材不平整度,確保膠層均勻受力,避免空鼓。
總結(jié)
碳纖維板膠通過界面粘結(jié)(機(jī)械錨固+化學(xué)鍵合)、應(yīng)力傳遞(荷載分配+變形協(xié)調(diào))、環(huán)境防護(hù)(密封+耐候)及工藝適配四大機(jī)制,實(shí)現(xiàn)“基材-膠層-碳板”的一體化協(xié)同。其性能需滿足《GB50728》等標(biāo)準(zhǔn)對剪切強(qiáng)度(≥16MPa)、耐老化等指標(biāo)的強(qiáng)制要求,施工時需嚴(yán)格處理基面并控制膠層厚度(通常1.5mm)。