为进一步加强碳纤维编织网增强混凝土(Carbon Textile Reinforced Concrete, CTRC)的力学性能，需对纤维束进行浸胶处理，常用的胶粘剂中环氧树脂不耐高温、钠水玻璃不耐水、碱激发胶凝材料不适合浸渍碳纤维，为了研制耐水、耐碱、耐高温、适合浸渍碳纤维的高性能胶，以界面剂与钠水玻璃的质量比作为变量，测试浸胶碳纤维束在常温、水以及碱性溶液环境下(1、2、4 d)的拉伸强度。将浸胶后的碳纤维束置于地聚物净浆中以及高温环境中，研究实际工作环境对浸胶碳纤维束拉伸强度的影响，最后借助扫描电子显微镜和能谱仪观察其微观结构特征和表面的元素变化。
(a) 万能试验机；(b) 高低温试验箱
图3 试验装置
图4 试件破坏模式
2.3高性能胶的微观结构及机理分析
(a) NL0；(b) NL1
图11 NL0和NL1试件浸水后表观特征
图12 NL1的微观结构
图13 NL1表面元素
图14 NL1试件浸水后表面元素
1)相比未浸胶碳纤维束，浸渍高性能胶的碳纤维束拉伸强度显著提升(约72.4%)，说明胶体可以协同纤维丝受力，但胶体中界面剂掺量并不影响浸胶碳纤维束的拉伸强度。
2)钠水玻璃固化成膜后耐水性差，在水中会溶解，在钠水玻璃中掺入界面剂能够改善胶体的耐水性。随着界面剂掺量的增加，胶体的耐水/碱性逐渐增强，但胶体硬度逐渐下降，界面剂最佳掺量为钠水玻璃质量的0.5～1倍。当界面剂与钠水玻璃质量比为0.5时，浸胶碳纤维束浸水1 d后拉伸强度仅下降6.8%；当界面剂与钠水玻璃质量比为1时，浸胶碳纤维束浸水1 d后拉伸强度仅下降1.5%。
3)浸渍钠水玻璃的碳纤维束无法在地聚物净浆中保持其拉伸性能，但在钠水玻璃中掺入其质量0.5～1倍的界面剂可以解决这个问题。当界面剂与钠水玻璃质量比为0.5时，浸胶碳纤维束在地聚物净浆中的拉伸强度仅下降5.2%；当界面剂与钠水玻璃质量比为1时，浸胶碳纤维束在地聚物净浆中的拉伸强度仅下降0.8%。
4)当相同质量的界面剂和钠水玻璃混合使用时，该胶体的耐高温性能好，浸渍该种胶体的碳纤维束在100 ℃下拉伸强度未受影响，在200 ℃下拉伸强度仅下降7%。
通信作者：杜运兴，博士，湖南大学土木工程学院教授，博士生导师，主要从事复合板材研发及应用、新型加筋技术、结构加固、钢结构等领域的教学和研究工作；E-mail：duyunxing@hnu.edu.cn。
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