《碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》

1、碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程根據(jù)中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì) （98）建標(biāo)協(xié)字第 13 號(hào)文的要求，由國(guó)家工業(yè)建筑診斷與改造 工程技術(shù)研究中心 （冶金工業(yè)部建筑研究總院 ）和四川省建筑科學(xué)研究院會(huì)同有關(guān)單位共同 編制了本規(guī)程。本規(guī)程包括總則、術(shù)語(yǔ)及符號(hào)、材料、加固設(shè)計(jì)計(jì)算方法和構(gòu)造要求、施工、檢驗(yàn)與驗(yàn)收以 及附錄等內(nèi)容 .在本規(guī)程編制過程中，編制組總結(jié)了近年來國(guó)內(nèi)務(wù)高校和科研單位的研究成 果及各設(shè)計(jì)和施工單位采用碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)， 并參考了國(guó)外有關(guān) 設(shè)計(jì)指南以及相關(guān)研究資料和文獻(xiàn)， 進(jìn)行了大量的試算和調(diào)研， 于 2000 年 11 月完成了本規(guī) 程的征求意見稿。經(jīng)廣泛征

2、求意見， 收到有關(guān)專家的書面意見和建議 22 份及大量的口頭意見和建議 .規(guī)程編制 組經(jīng)過反復(fù)討論、研究，根據(jù)專家的意見進(jìn)行了必要的補(bǔ)充和修改，于 2001年 3 月形成了 送審稿。2001年 4 月（冶金工業(yè)部建筑研究總院 ）2001 年 4 月 7 日在北京通過了由全國(guó)建筑物鑒定與加固標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)委員會(huì)組織的專家審查 根據(jù)審查委員會(huì)提出的審查意見 （見附件 ），規(guī)程編制組對(duì)送審稿進(jìn)行了進(jìn)一步的完善和補(bǔ) 充，現(xiàn)提交上級(jí)主管部門批準(zhǔn)。碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程編制組主編單位：國(guó)家工業(yè)建筑診斷與改造工程技術(shù)研究中心副主編單位：四川省建筑科學(xué)研究院 參編單位： 清華大學(xué)、 中國(guó)電子工程設(shè)計(jì)院

3、、 中國(guó)建筑科學(xué)研究院、 同濟(jì)大學(xué)、 武漢鋼鐵 （集 團(tuán)） 公司、西安建筑科技大學(xué)、武漢大學(xué)東南大學(xué)、江蘇省建筑科學(xué)研究院、上海加固建筑 材料有限公司主要起草人：岳清瑞葉列平羅苓隆陳小兵李 榮 婁 宇胡孔國(guó) 陳 瑜 顏?zhàn)雍惲x軍張譽(yù)張小冬馬永欣 高作平張繼文 張 軻 毛星明沈琨顧瑞南楊勇新涂慶勝1 總則1.0.1 為使采用碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)做到技術(shù)先進(jìn)、安全適用、經(jīng)濟(jì)合理、 確保質(zhì)量，特制定本規(guī)程。1.0.2 本規(guī)程適用于房屋和一般構(gòu)筑物的混凝土結(jié)構(gòu)加固修復(fù)設(shè)計(jì)、 施工和驗(yàn)收； 鐵路工程、 公路工程、 港口工程和水利水電等工程混凝土結(jié)構(gòu)的加固修復(fù)及砌體結(jié)構(gòu)、 木結(jié)構(gòu)加固修復(fù) 中的

4、共性技術(shù)問題，可參照本規(guī)程的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。1.0.3 采用粘貼碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、 施工及驗(yàn)收， 除應(yīng)符合本規(guī)程的規(guī) 定外，尚應(yīng)遵守國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的規(guī)定。1.0.4采用粘貼碳纖維片材加固修復(fù)的混凝土結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)期使用環(huán)境溫度不應(yīng)高于60C .對(duì)處于特殊環(huán)境 (腐蝕、放射、高溫等 )下的混凝土結(jié)構(gòu)采用碳纖維片材進(jìn)行加固修復(fù)時(shí)，還應(yīng)遵 守相應(yīng)的國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的規(guī)定，并應(yīng)采取相應(yīng)的防護(hù)措施。1.0.5 采用碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)前， 應(yīng)按照國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范對(duì)原有結(jié)構(gòu) 進(jìn)行檢測(cè)鑒定或評(píng)估。1.0.6 采用粘貼碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)， 應(yīng)由對(duì)該加固修復(fù)方法

5、有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)人 員進(jìn)行設(shè)計(jì)，并應(yīng)由專業(yè)施工隊(duì)伍進(jìn)行施工。2.1 術(shù)語(yǔ)2.1.1 碳纖維片材 ( Carbon Fiber Reinforced Polymer Laminate )碳纖維布和碳纖維板的總 稱。2.1.2碳纖維布(Carbon Fiber Sheet)碳纖維布為連續(xù)碳纖維單向或多向排列、未經(jīng)樹脂浸漬的布狀碳纖維制品。2.1.3碳纖維板(Carbon Fiber Plate)碳纖維板為連續(xù)碳纖維單向或多向排列、并經(jīng)樹脂浸潰固化的板狀碳纖維制品。2.1.4 底層樹脂(Primer )用于基底處理的樹脂。2.1.5 找平材料 (Putty Fillers )用于對(duì)加固構(gòu)件表面進(jìn)行找干處

6、理的材料。2.1.7粘結(jié)樹脂（Adhesives）用于粘貼碳纖維板的樹脂。3材料3.1材料種類及一般要求3.1.1采用粘貼碳纖維片材對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固修復(fù)時(shí)，應(yīng)使用碳纖維片材、配套樹脂類粘結(jié)材料及表面防護(hù)材料.3.1.2加固修復(fù)用材料應(yīng)具有產(chǎn)品合格證和質(zhì)檢部門的產(chǎn)品性能檢測(cè)報(bào)告：碳纖維片材及配套樹脂類粘結(jié)材料應(yīng)具有符合本規(guī)程第3.3節(jié)規(guī)定的物理力學(xué)性能指標(biāo)：配套樹脂類粘結(jié)材料還應(yīng)提供耐久性能指標(biāo)及施工和使用環(huán)境要求。3.1.3混凝上、鋼筋及其它材料的有關(guān)設(shè)計(jì)指標(biāo)應(yīng)按國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范采用。3.1.4本規(guī)程所列碳纖維片材的性能指標(biāo)是對(duì)單向碳纖維片材的要求，雙向或多向碳纖維片材的指標(biāo)要求可以

7、參照?qǐng)?zhí)行。3.2碳纖維片材3.2.1碳纖維布的抗拉強(qiáng)度應(yīng)按纖維的凈截面積計(jì)算，凈截面積取碳纖維布的計(jì)算厚度乘以寬度，碳纖維布的計(jì)算厚度為碳纖維布的單位面積質(zhì)量除以碳纖維密度；坦纖維板的性能指標(biāo)應(yīng)按板的截面（含樹脂）面積計(jì)算，截面（含樹脂）面積取實(shí)測(cè)厚度乘以寬度。3.2.2碳纖維片材的主要力學(xué)性能指標(biāo)要求性能碳纖維布碳纖維板抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fcfkJ 3000MPa 2000MPa彈性模量Ecf 2.1 X05MPa 1.4 105MPa伸長(zhǎng)率 1.4% 1.4 %3.2.3碳纖維片材的主要力學(xué)性能只要參照GB/T 3354-1999定向纖維增強(qiáng)塑料拉伸性能試驗(yàn)方法測(cè)定。3.2.4單層纖維布單位面

8、積碳纖維質(zhì)量不宜低于150g/m2;不宜高于450 g/m2，在施工質(zhì)量有可靠保證時(shí)，單層碳纖維布單位面積碳纖維質(zhì)量可提高到600 g/m2。3.2.5碳纖維板的厚度不宜大于2.0mm,寬度不宜大于200mm ,纖維體積不宜小于 60%。3.3配套樹脂類粘結(jié)材料 3.3.1采用探險(xiǎn)為片材對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固修復(fù)時(shí)，應(yīng)采用配套底層樹脂、找平材料、浸漬樹脂和粘結(jié)樹脂。322配套樹脂類粘結(jié)材料的主要性能指標(biāo)應(yīng)滿足下列表中的要求:表3.3.2-1底層樹脂性能指標(biāo)性能性能指標(biāo)要求試驗(yàn)方法正拉粘結(jié)強(qiáng)度 2.5MPa且不小于被加固混凝土抗拉強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值ftk附錄A表332-2找平材料性能指標(biāo)性能性能指標(biāo)要求

9、試驗(yàn)方法正拉粘結(jié)強(qiáng)度 2.5MPa且不小于被加固混凝土抗拉強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值ftk附錄A表332-3浸漬樹脂和粘結(jié)樹脂性能指標(biāo)性能性能指標(biāo)要求試驗(yàn)方法拉伸剪切強(qiáng)度 10MPaGB 7124-86拉伸強(qiáng)度 30MPaGB/T 2568-1995壓縮強(qiáng)度 70MPaGB/T 2569-1995彎曲強(qiáng)度 40MPaGB/T 2570-1995正拉粘結(jié)強(qiáng)度 2.5MPa且不小于被加固混凝土抗拉強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值ftk附錄A彈性模量 1500MPaGB/T 2568-1995伸長(zhǎng)率 1.5%GB/T 2568-19953.3.3配套樹脂類粘結(jié)材料應(yīng)按附錄A進(jìn)行粘結(jié)性能實(shí)驗(yàn)，要求正拉粘結(jié)強(qiáng)度不小于2.5MPa,且不小

10、于被加固混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值ftk。配套樹脂類粘結(jié)材料應(yīng)參照GB/T14522-93機(jī)械工業(yè)產(chǎn)品用塑料、涂料、橡膠材料人工氣候加速實(shí)驗(yàn)方法規(guī)定的環(huán)境條件進(jìn)行耐久性檢驗(yàn)，經(jīng)2000小時(shí)的加速老化后，按附錄 A進(jìn)行正拉粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)，要求粘結(jié)強(qiáng)度不明顯降 低。3.4 表面防護(hù)材料3.4.1 對(duì)已加固修復(fù)完的結(jié)構(gòu)表面應(yīng)進(jìn)行防護(hù)處理，表面防護(hù)材料應(yīng)與浸漬樹脂或粘結(jié)樹脂 可靠粘結(jié)。3.4.2 選用的防火材料及其處理方法應(yīng)使加固后建筑物達(dá)到要求的防火等級(jí)。3.4.3 當(dāng)被加固結(jié)構(gòu)處于其它特殊環(huán)境時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況選擇有效的防護(hù)材料。5.1.1 粘貼碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)由熱悉該技術(shù)施工工藝的專業(yè)施

11、完成，井應(yīng) 有加固修復(fù)方案和施工技術(shù)措施。5.1.2 施工必須遵循下列工序進(jìn)行；(1) 施工準(zhǔn)備(2) 混凝土表面處理；(3) 配制并涂刷底層樹脂：(4) 配制找平材料并對(duì)不平整處修復(fù)處：(5) 配制并涂刷浸漬樹脂或粘貼樹脂；(6) 粘貼碳纖維片材：(7) 表面防護(hù)。5.1.3施工宜在5C以上環(huán)境溫度條件下進(jìn)行，并應(yīng)符合配套樹脂的施工使用溫度環(huán)境溫度低于5C時(shí)，應(yīng)使用適用于低溫環(huán)境的配套樹脂或采用升溫處理措施。5.1.4 施工時(shí)應(yīng)考慮環(huán)境濕度對(duì)樹脂固化的不利影響。5.1.5 在表面處理和粘貼碳纖維片材前，應(yīng)按加固設(shè)計(jì)部位放線定位。5.1.6 樹脂配制時(shí)應(yīng)按產(chǎn)品使用說明中規(guī)定的配比稱量置于容 2

12、0 中，用攪拌器均勻攪拌至色澤均勻。攪拌用容器內(nèi)及攪拌器上不得有油污及雜質(zhì).應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際環(huán)境溫度決定樹脂的每次拌合量，并按使用要求嚴(yán)格控制使用時(shí)間。5.2 施工準(zhǔn)備5.2.1 應(yīng)認(rèn)真閱讀設(shè)計(jì)施工圖。5.2.2 應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)和被加固構(gòu)件混凝土的實(shí)際狀況，擬定施工方案和施工計(jì)劃。5.2.3 應(yīng)對(duì)所使用的碳纖維片材、配套樹脂、機(jī)具等作好施工前的準(zhǔn)備工作 .5.3 表面處理5.3.1 應(yīng)清除被加固構(gòu)件表面的剝落、 疏松、蜂窩、 腐蝕等劣化混凝土， 露出混凝土結(jié)構(gòu)層， 并用修復(fù)材料將表面修復(fù)平整。5.3.2 應(yīng)按設(shè)計(jì)要求對(duì)裂縫進(jìn)行灌縫或封閉處理。5.3.3 被粘貼混凝土表面應(yīng)打窘平整， 除去表層浮漿

13、、 油污等雜質(zhì)， 直至完全露出混凝土結(jié) 構(gòu)新面 .轉(zhuǎn)角粘貼處要進(jìn)行導(dǎo)角處理井打磨成圓弧狀，圓弧半徑不應(yīng)小于20mm 。5.3.4 混凝土表面應(yīng)清理干凈并保持干燥 .5.4 涂刷底層樹脂5.4.1 應(yīng)按產(chǎn)品供應(yīng)商提供的工藝規(guī)定配制底層樹脂。5.4.2 應(yīng)用滾筒刷將底層樹脂均勻涂抹于混凝土表面。 應(yīng)在樹脂表面指觸于燥后立即進(jìn)行下 一步工序施工。5.5 找平處理5.5.1 應(yīng)技產(chǎn)品供應(yīng)商提供的工藝規(guī)定配制找平材料。5.5 2 應(yīng)對(duì)混凝土表面凹陷部位用找干材料填補(bǔ)平整，且不應(yīng)有楞角。5.5.3 轉(zhuǎn)角處應(yīng)用找平材料修復(fù)為光滑的圓弧，半徑應(yīng)不小于20mm。5.5.4 應(yīng)在找平材料表面指觸干燥后立即進(jìn)行下一

14、步工序施工。5.6 粘貼碳纖維片材5.6.1 粘貼碳纖維布應(yīng)符合下列要求：(1) 按設(shè)計(jì)要求的尺寸裁剪碳纖維布：(2) 應(yīng)按產(chǎn)品供應(yīng)商提供的工藝規(guī)定配制漫漬樹脂并均勻涂抹于所要粘貼的部位；(3) 用專用的滾筒順纖維方向多次滾壓，擠除氣泡，使浸漬樹脂充分浸透碳纖維布 滾壓時(shí)不得損傷碳纖維布；(4) 多層粘貼重復(fù)上述步驟，應(yīng)在纖維表面浸漬樹脂指觸干燥后立即進(jìn)行下一層的 粘貼；(5) 在最后一層碳纖維布的表面均勻涂抹浸漬樹脂。5.6.2 應(yīng)按下列步驟粘貼碳纖維板，(1) 應(yīng)按設(shè)計(jì)要求的尺寸裁剪碳纖維板，按產(chǎn)品供應(yīng)商提供的工藝規(guī)定配制粘結(jié)樹 脂；(2) 將碳纖維板表面擦拭干凈至無粉塵。如需粘貼兩層時(shí)，

15、對(duì)底層碳纖維板兩面均 應(yīng)擦拭干凈：(3) 擦拭干凈的碳纖維板應(yīng)立即涂刷粘結(jié)樹脂，膠層應(yīng)呈突起狀，平均厚度不小于 2mm：(4) 將涂有粘結(jié)樹脂的碳纖維板用手輕壓貼于需粘貼的位置。用橡皮滾筒順纖維方 向均勻平穩(wěn)壓實(shí)，使樹脂從兩邊溢出，保證密實(shí)無空洞.當(dāng)平行粘貼多條碳纖維板時(shí)，兩板之間空隙應(yīng)不小于 5mm；(5) 需粘貼兩層碳纖維板時(shí)，應(yīng)連續(xù)粘貼。如不能立即粘貼，再開始粘貼前應(yīng)對(duì)底 層碳纖維板重新做好清潔工作。5.7 表面防護(hù)5.7.1 當(dāng)需要做表面防護(hù)時(shí)， 應(yīng)按有關(guān)規(guī)范的規(guī)定處理， 并保證防護(hù)材料與碳纖維片材之間 有可靠的粘結(jié)。5.8 施工安全及注意事項(xiàng)5.8.1 碳纖維片材為導(dǎo)電材料， 施工碳

16、纖維片材時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離電氣設(shè)備及電源， 或采取可靠的防 護(hù)措施。5.8.2 施工過程中應(yīng)避免碳纖維片材的彎折。5.8.3 碳纖維片材配套樹脂的原料應(yīng)密封儲(chǔ)存，遠(yuǎn)離火源，避免陽(yáng)光直接照射。5.8.4 樹脂的配制和使用場(chǎng)所，應(yīng)保持通風(fēng)良好。5.8.5 現(xiàn)場(chǎng)施工人員應(yīng)采取相應(yīng)的勞動(dòng)保護(hù)措施。6 檢驗(yàn)與驗(yàn)收6.0.1 在開始施工之前， 應(yīng)確認(rèn)碳纖維片材及配套樹脂類粘結(jié)材料的產(chǎn)品合格證， 產(chǎn)品質(zhì)量 出廠檢驗(yàn)報(bào)告，各項(xiàng)性能指標(biāo)應(yīng)符合本規(guī)程第 3.1節(jié)、第 3.2 節(jié)、第 3.3節(jié)規(guī)定的要求。6.0.2 采用碳纖維片材及配套樹脂類粘結(jié)材料對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固修復(fù)時(shí)， 應(yīng)嚴(yán)格按本規(guī) 程第 5 章有關(guān)條款進(jìn)行各工序隱

17、蔽工程檢驗(yàn)與驗(yàn)收。 如施工質(zhì)量不能滿足本規(guī)程第 5章有關(guān) 條款要求時(shí)，應(yīng)立即采取補(bǔ)救措施或返工。6.0.3 碳纖維片材實(shí)際粘貼面積應(yīng)不少于設(shè)計(jì)量，位置偏差應(yīng)不大于 l0mm 。6.0.4 碳纖維片材與混凝土之間的粘結(jié)質(zhì)量可用小錘輕輕敲擊或手壓碳纖維片材表面的方法來檢查，總有效粘結(jié)面積不應(yīng)低于95% .當(dāng)碳纖維布的空鼓面積小于10,000mm2時(shí)，可采用針管注膠的方式進(jìn)行補(bǔ)救 空鼓面積大于10,000mm2時(shí)，宜將空鼓處的碳纖維片材切除， 重新搭接貼上等量的碳纖維片材，搭接長(zhǎng)度應(yīng)不小于l00m。6.0.5 必要時(shí)應(yīng)按附錄月方法對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)。6.0.6 必要時(shí)可對(duì)碳纖維片材和配套樹脂類粘

18、結(jié)材料進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)取樣檢驗(yàn)。碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程條文說明1 總則1.0.1 本條指出制定本規(guī)程的目的和要求， 井提出了碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)必須遵 循的原則。碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)是一項(xiàng)新型的應(yīng)用外粘高性能復(fù)合材料加固結(jié)構(gòu)的技 術(shù)，目前國(guó)內(nèi)對(duì)碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)新技術(shù)的理論和試驗(yàn)研究成果已比較多， 設(shè) 計(jì)與施工水平正逐步提高，加固修復(fù)工程量也迅速增加.制定本規(guī)程，是為了在確保碳纖維片材加固工程質(zhì)量的前提下 .大力發(fā)展該項(xiàng)新技術(shù)，獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，井使 該新技術(shù)在混凝土結(jié)構(gòu)加固領(lǐng)域中的應(yīng)用規(guī)范化。1.0.2 本規(guī)程適用的范圍是碳纖維片材加固修復(fù)房屋

19、和一般構(gòu)筑物的混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、 施 工和驗(yàn)收 .混凝土結(jié)構(gòu)因設(shè)計(jì)失誤、施工錯(cuò)誤，材料質(zhì)量不符合要求、結(jié)構(gòu)荷載的增加、使 用功能的改變和因遭受火災(zāi)、 水災(zāi)、 風(fēng)災(zāi)及地震等災(zāi)害使結(jié)構(gòu)和構(gòu)件遭到損壞均可采用碳纖 維片材加固修復(fù)新技術(shù)來進(jìn)行加固處理.對(duì)于鐵路工程、公路工程、港口工程和水利水電工程的混凝土結(jié)構(gòu)用碳纖維片材進(jìn)行加固也是可行的；同時(shí)， 國(guó)內(nèi)外研究和工程經(jīng)驗(yàn)表明， 對(duì)砌體結(jié)構(gòu)， 水結(jié)構(gòu)也可以采用碳纖維片材進(jìn)行加固， 但應(yīng)結(jié)合結(jié)構(gòu)具體情況參照本規(guī)程的規(guī) 定執(zhí)行。1.0.3 在執(zhí)行本規(guī)程的同時(shí)，尚應(yīng)配合使用和遵守現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范.如混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范等。1.0.4 本規(guī)程規(guī)定的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期使用溫度

20、不高于60C，是常溫固化樹脂類粘結(jié)材料的要求，同時(shí)也是因?yàn)橐话慊炷两Y(jié)構(gòu)使用溫度是低于此溫度的 .當(dāng)采用與碳纖維片材相配套的高溫 固化樹脂類粘結(jié)材料， 且有可靠依據(jù)時(shí)， 可不受此規(guī)定限制 . “特殊環(huán)境 （腐蝕， 放射、高溫等 ） 下的混凝土結(jié)構(gòu)采用碳纖維片材進(jìn)行加固修復(fù)時(shí)， 還應(yīng)遵守相應(yīng)的國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范 的規(guī)定，并采取必要的防護(hù)措施 . ”是指在碳纖維片材加固修復(fù)完成后，仍應(yīng)按照國(guó)家現(xiàn)行有 關(guān)（ 特殊環(huán)境的 ）標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的相應(yīng)規(guī)定進(jìn)行防護(hù)處理。1.0.5 碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)前，應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)檢測(cè)鑒定或評(píng)估.我國(guó)已編制了 （工業(yè)廠房可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)和 （民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)，等標(biāo)

21、準(zhǔn)，通過槍測(cè)鑒定評(píng)定結(jié)構(gòu)及 其構(gòu)件的可靠性程度，為碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工提供基本依據(jù) .1.0.6 由于碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)為一項(xiàng)新型結(jié)構(gòu)加固技術(shù)， 具有不同于其它 加固方法的特殊性，應(yīng)由對(duì)碳纖維復(fù)合材料性質(zhì)及加固設(shè)計(jì)有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè) 計(jì)，也應(yīng)由熟悉該技術(shù)的專業(yè)施工隊(duì)伍進(jìn)行施工， 以保證該技術(shù)的有效實(shí)施。 如果由不了解 碳纖維復(fù)合材料性質(zhì)及其設(shè)計(jì)、 施工特殊性的人員進(jìn)行設(shè)計(jì)、 施工， 容易造成加固修復(fù)設(shè)計(jì) 和施工的失誤，導(dǎo)致該技術(shù)發(fā)展過程中出現(xiàn)倒退，影響該項(xiàng)新技術(shù)的健康發(fā)展 .3 材料3.1 材料種類及一船要求3.1.1 本條指出粘貼碳纖維片材加固方法所采

22、用的材料種類， 特別指出粘結(jié)材料應(yīng)為與碳纖 維片材相配套的產(chǎn)品， 原則上應(yīng)有試驗(yàn)資料證明粘結(jié)材料與配套碳纖維片材的粘結(jié)效果， 這 是為了避免因粘結(jié)材料與碳纖維片材不配套而造成加固效果降低或加固失效。3.1.2 本條為加固修復(fù)用材料的一般要求， 碳纖維片材和配套粘結(jié)材料各自產(chǎn)品的性能必須 符合本條的規(guī)定才能作為混凝土結(jié)構(gòu)加固修復(fù)用材料。 使用不符合本條規(guī)定的產(chǎn)品進(jìn)行結(jié)構(gòu) 加固修復(fù)會(huì)導(dǎo)致加固失效甚至造成嚴(yán)重事故。3.1.3 由于目前在加固工程中大量使用的是單向碳纖維片材， 故本規(guī)程列出了對(duì)單向碳纖維 片材的性能指標(biāo)要求， 因?yàn)閷?duì)各種加固修復(fù)用碳纖維片材的基本性能要求是一致的， 對(duì)于雙 向或多向碳纖

23、維片材的性能指標(biāo)要求并末列出， 可以參照單向碳纖維片材的指標(biāo)執(zhí)行， 本規(guī) 程中不再一一列舉。3.2碳纖維片材3.2.1本規(guī)程僅針對(duì)碳纖維布和碳纖維板兩種制品形式，統(tǒng)稱為碳纖維片材。碳纖維布的計(jì)算厚度為理論計(jì)算值，而不是碳纖維布的實(shí)測(cè)厚度，因?yàn)樘祭w維布質(zhì)地柔軟，實(shí)測(cè)厚度離散性很大：碳纖維板的截面積指含樹脂板材的實(shí)測(cè)截面面積碳纖維板產(chǎn)品應(yīng)該說明纖維的體積含量常用碳纖維布的單位面積碳纖維質(zhì)量、截面面積及計(jì)算厚度見表C3.2.1C3.2.1常用碳纖維布的單位面積質(zhì)量，截面積及計(jì)算厚度纖維單位面積質(zhì)量密度單位寬度的截面積厚度2w(g/ m )(g / mm3)(mm2/ m)tcf(mm)2001110

24、.1113001.8 10-31670.1674502500.2506003330.3333.2.2碳纖維材料具有高強(qiáng)度、高彈性模量、重量輕及耐腐蝕性好等特點(diǎn)目前在混凝土結(jié)構(gòu)加固中，一般情況下使用高強(qiáng)度型碳纖維片材，其抗拉強(qiáng)度是普通鋼筋的10倍左右，彈性模量略高于普通鋼筋的彈性模量。另外，碳纖維沒有類似鋼筋的屈服點(diǎn)，在達(dá)到極限抗拉強(qiáng)度之前應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系為線彈性，其應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系見圖3.2.2.本規(guī)程的規(guī)定均以高強(qiáng)度型碳纖維片材為對(duì)象，當(dāng)使用其它類型的碳纖維片材時(shí)，應(yīng)有可靠依據(jù)。3.2.4 試驗(yàn)研究和工程經(jīng)驗(yàn)證明，單層碳纖維布的單位面積碳纖維質(zhì)量越大，施工時(shí)浸圖3.2.2碳纖維片材應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系漬樹

25、脂越不容易完全浸透，施工質(zhì)量越難以保證.本規(guī)程所說碳纖維質(zhì)量是指碳纖維的凈質(zhì)量，不包括固定碳纖維所用的緯線和預(yù)浸所用的樹脂質(zhì)量在內(nèi)。3.2.5 碳纖維板過厚或過寬，施工質(zhì)量均較難以保證，所以在設(shè)計(jì)和施工時(shí)，都應(yīng)盡量使用寬度較小的碳纖維板.材料研究表明碳纖維板中碳纖維體積含量在60%70 %時(shí)性能最好，故本規(guī)程建議碳纖維板中纖維體積含量不宜低于60%。3.3 配套樹脂類粘結(jié)材料3.3.1 底層樹脂的作用是增強(qiáng)混凝土表層， 找平材料的作用是填充混凝土表面的空洞、 底層樹脂及浸漬樹脂具有可靠的粘結(jié)強(qiáng)度，提高混凝土與找干材料或粘結(jié)樹脂界面粘結(jié)強(qiáng)度 裂隙等， 使加固表面平整度符合規(guī)定要求， 并與 形成粘

26、結(jié)體系， 當(dāng)混凝土表面干整度滿足要求時(shí)， 可以盡量減少找平材料的用量。 漫漬樹脂是粘貼碳纖維布的主要粘結(jié)材料， 其作用是使碳纖 維布與混凝土得到充分的粘結(jié)， 使其共同承受結(jié)構(gòu)的作用。 粘結(jié)樹脂為粘貼碳纖維板的主要 粘結(jié)材料本條仍然強(qiáng)調(diào)必須使用與碳纖維片材相配套的粘結(jié)材料。3.3.2 粘結(jié)材料的性質(zhì)必須滿足本規(guī)程的有關(guān)要求， 因?yàn)檎辰Y(jié)材料的性質(zhì)與粘結(jié)質(zhì)量和加固 效果密切相關(guān)，粘結(jié)材料的性質(zhì)達(dá)不到要求，會(huì)導(dǎo)致加固的效果降低，甚至加固失效。3.3.3 粘結(jié)材料與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度是兩者之間粘結(jié)性能的基本反映， 可以用正拉粘結(jié)強(qiáng)度 來衰達(dá)，研究結(jié)果表明以正拉粘結(jié)強(qiáng)度為檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)是因?yàn)檎辰Y(jié)強(qiáng)度與其它受力

27、狀態(tài)下的 粘結(jié)強(qiáng)度具有很好的相關(guān)關(guān)系， 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)離散性小， 且測(cè)試方便 按規(guī)定的環(huán)境條件進(jìn)行老 化試驗(yàn) 2,000 小時(shí)后的正拉粘結(jié)強(qiáng)度降低不超過 10時(shí)，認(rèn)為降低不明顯。3.4 裹面防護(hù)材料3.4.1 表面防護(hù)的作用是保護(hù)加固修復(fù)結(jié)構(gòu)的碳纖維片材及樹脂免受外界不利環(huán)境的侵害， 如紫外線照射、 火災(zāi)等。 表面防護(hù)材料的選擇可以按國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的規(guī)定執(zhí)行 需要 指出的是碳纖維片材是作為加固修復(fù)材料使用的， 不能當(dāng)作防護(hù)材料使用， 當(dāng)被加固混凝土 結(jié)構(gòu)本身有防護(hù)要求時(shí)， 采用碳纖維片材加固修復(fù)后也應(yīng)采取相應(yīng)的防護(hù)措施， 同時(shí)必須保 證防護(hù)材料與漫潰樹脂或粘結(jié)樹脂粘結(jié)可靠，變形協(xié)調(diào)。3.4.2

28、本條專門強(qiáng)調(diào)對(duì)于有防火要求的建筑物，必須按照要求選擇防火材料并進(jìn)行防護(hù)處 理，保證加固后建筑物能夠達(dá)到有關(guān)防火規(guī)范規(guī)定的防火等級(jí)。3.4.3 當(dāng)被加固結(jié)構(gòu)本身需要按使用環(huán)境條件采取規(guī)定的防護(hù)措施時(shí)， 加固后同樣應(yīng)按照相 應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的規(guī)定執(zhí)行。4 設(shè)計(jì)與構(gòu)造4.1 設(shè)計(jì)基本原則與一般規(guī)定4.1.1 碳纖維片材不能設(shè)計(jì)為承受壓應(yīng)力， 但在反復(fù)荷載下碳纖維片材在經(jīng)受一定的壓應(yīng)力 作用后，仍可承受拉應(yīng)力作用。碳纖維片材應(yīng)采用配套樹脂類粘結(jié)材料粘貼于構(gòu)件表面， 在構(gòu)件受力過程中應(yīng)與構(gòu)件保持變 形協(xié)調(diào)，應(yīng)采取措施保證不發(fā)生粘貼面的過早剝離而導(dǎo)致加固效果顯著降低.本規(guī)程中的設(shè)計(jì)計(jì)算方法均是基于這一前

29、提建立的。4.1.2 到目前為止， 碳纖維片材在混凝土結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件的受彎加固、 受剪加固和柱的抗震加 固中研究和應(yīng)用最多， 相應(yīng)計(jì)算理論也較為成熟， 故本規(guī)程暫列出這三種加固方法的有關(guān)設(shè) 計(jì)計(jì)算方法和構(gòu)造規(guī)定。 受彎加固是指為提高受彎構(gòu)件正截面承載力而進(jìn)行的加固； 受剪加 固是指為提高受彎構(gòu)件斜截面承載力而進(jìn)行的加固； 抗震加固是指為提高構(gòu)件的抗震性能而 進(jìn)行的加固 .在受彎加固時(shí)，應(yīng)使碳纖維片材的纖維方向與受拉區(qū)的拉應(yīng)力方向一致；在受 剪加固時(shí)， 應(yīng)使碳纖維片材的纖維方向與混凝土中主拉應(yīng)力方向一致， 但為了施工方便， 建 議采用纖維方向與構(gòu)件縱軸垂直的方法進(jìn)行加固； 抗震加固時(shí)， 應(yīng)使碳纖維

30、布封閉纏繞在柱 上，可以較好地提高抗震性能 .除此以外，碳纖維片材也可沿構(gòu)件軸向粘貼用于受拉構(gòu)件的 加固、沿環(huán)向粘貼用于軸心受壓構(gòu)件的加固.在受彎加固時(shí)，也可采用對(duì)碳纖維片材施加預(yù)應(yīng)力的方法以提高加固效果 .碳纖維片材也可用于剪力墻，以及殼體、筒倉(cāng)，煙囪等特種結(jié) 構(gòu)的加固 .這些加固方法雖有研究表明是有效的，但相應(yīng)計(jì)算理論和方法的研究尚不充分， 應(yīng)用也較少，故目前暫未列入本規(guī)程 .實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)有可靠依據(jù)時(shí)，可采用這種加固方法。4.1.3 本規(guī)程以房屋建筑和一般構(gòu)筑物的鋼筋混凝土的加固為主，主要按建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn) 以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法確定有關(guān)加固計(jì)算方法， 使其與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)

31、范協(xié)調(diào)。試驗(yàn)研究表明， 碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件， 有多種破壞形態(tài)， 除了與普通混凝土構(gòu)件 相同的以外，還有一些特殊的破壞形態(tài)，如碳纖維片材的剝離破壞等.構(gòu)件達(dá)到破壞極限狀態(tài)時(shí)，碳纖維片材的極限抗拉強(qiáng)度往往不能得到完全發(fā)揮， 此時(shí)應(yīng)以達(dá)到破壞極限狀態(tài)時(shí)碳 纖維片材所達(dá)到的應(yīng)變值來確定其貢獻(xiàn)。 同時(shí)，由于碳纖維片材在最終拉斷時(shí)表現(xiàn)為顯著的 脆性，因此即使對(duì)在構(gòu)件破壞時(shí)碳纖維片材可達(dá)到其極限抗拉強(qiáng)度的情況， 也應(yīng)選擇小于其 極限拉應(yīng)變的允許拉應(yīng)變作為設(shè)計(jì)極限狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)，以保證有足夠的可靠度。4.1.5 一般情況下， 對(duì)結(jié)構(gòu) （構(gòu)件 ）的加固是局部的 .加固后結(jié)構(gòu)體系可能有所改變， 因此加固 設(shè)

32、計(jì)中應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)算， 保證不發(fā)生脆性的破壞， 例如在受彎加固后避免剪切破壞先于受彎破壞 發(fā)生等。4.1.6 研究證明，當(dāng)加固前構(gòu)件計(jì)算所受的初始彎距小于其受彎承載力的20時(shí)，初始彎距的作用不大，即可以忽略二次受力的影響。4.1.7 考慮到實(shí)際工程中某些結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度可能低于現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范的最低強(qiáng)度等級(jí)要求，但如果結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度過低， 與碳纖維片材的粘結(jié)強(qiáng)度較低， 易產(chǎn)生脆性顯著的剝離破壞，碳纖維片材也不能充分發(fā)揮作用，因此被加固結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度不宜過低.面對(duì)于封閉粘貼磺纖維片材約束混凝土， 當(dāng)封閉碳纖維片材搭接構(gòu)造滿足本規(guī)程的規(guī)定時(shí)，封閉粘貼碳纖維片材約束混凝土的抗壓強(qiáng)度可以得到提高， 故被加固結(jié)

33、構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)最低可放寬 至 C10 。4.2 一般構(gòu)遣要求4.2.1 碳纖維片材沿其纖維方向彎折時(shí)會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力集中和纖維絲折斷， 影響其強(qiáng)度發(fā)揮。 根 據(jù)試驗(yàn)研究結(jié)果，當(dāng)轉(zhuǎn)角處的曲率半徑不小于 20mm 時(shí)，可減緩應(yīng)力集中，碳纖維片材強(qiáng) 度基本不受影響 .對(duì)于彈性模量較高的碳纖維片材，要求碳纖維片材強(qiáng)度不受影響時(shí)，轉(zhuǎn)角 處的曲率半徑應(yīng)該更大， 但其曲率半徑的大小與碳纖維片材的彈性模量高低有關(guān)， 因缺少試 驗(yàn)資料，本規(guī)程不作明確規(guī)定，待有試驗(yàn)資料以后加以修訂補(bǔ)充。422 試驗(yàn)研究表明，當(dāng)碳纖維布的纖維單位質(zhì)量不超過450g/ m2，碳纖維布沿受力方向的措接長(zhǎng)度不小于 l00mm 時(shí)，破壞不會(huì)

34、發(fā)生在搭接位置 .當(dāng)碳纖維布的單位面積碳纖維質(zhì)量 超過450g/ m2時(shí)，尚應(yīng)通過試驗(yàn)研究確定其搭接長(zhǎng)度碳纖維布的搭接位置相互錯(cuò)開是為了施工方便， 有資料表明， 在施工質(zhì)量有保證時(shí)， 碳纖維布的斷裂或破壞一般不會(huì)發(fā)生在搭接 處。4.2.3 附加錨固措施可采用鋼板或角鋼等粘貼在碳纖維片材外，再用錨栓錨固于混凝土中，錨栓的數(shù)量及布置方式應(yīng)根據(jù)錨固區(qū)受力大小確定一般鋼板壓條厚度不宜小于3mm,錨栓規(guī)格不宜小于 M6 。但設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮因采取附加錨固措施而造成的碳纖維片材損傷對(duì)加固效 果的影響。4.3 受彎加固4.3.1 國(guó)內(nèi)外的試驗(yàn)研究表明， 在受彎構(gòu)件受拉面粘貼碳纖維片材進(jìn)行受彎加固時(shí)， 截面應(yīng)變分

35、布仍符合平截面假定。為防止碳纖維片材最終產(chǎn)生脆性拉斷破壞，采用允許拉應(yīng)變& cf,一般取其設(shè)計(jì)極限拉應(yīng)變的&cfu2 / 3,同時(shí)根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)構(gòu)件塑性變形的控制條件，%f也不應(yīng)大于0.01。碳纖維片材從受載直至拉斷，表現(xiàn)為線彈性行為。4.3.2 粘貼碳纖維片材進(jìn)行受彎加固時(shí)構(gòu)件的破壞形態(tài)主要有以下幾種：(1) 受拉鋼筋先達(dá)到屈服,然后受壓區(qū)混凝土壓壞,此時(shí)碳纖維片材未達(dá)到其允許拉應(yīng)變& cf；(2) 受拉鋼筋先達(dá)到屈服，然后碳纖維片材超過其允許拉應(yīng)變cf,并達(dá)到極限拉應(yīng)變而拉斷，而此時(shí)受壓區(qū)混凝土尚未壓壞；(3) 加固量過大，在受拉鋼筋達(dá)到屈服前受壓區(qū)混凝土壓壞；(4) 在達(dá)到正截

36、面極限承載力前，碳纖維片材與混凝土產(chǎn)生剝離破壞.受彎加固按前兩種破壞形態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算.對(duì)于第 3 種破壞形態(tài)可通過控制加固量上限來避免。本規(guī)程第435條第1款規(guī)定的受壓區(qū)高度：不宜大于0.8 Zho,即可控制不產(chǎn)生第 3種破壞形態(tài) .第 4 種破壞形態(tài)屬于脆性破壞，且碳纖維片材中的應(yīng)力很小，必須避免，一般通 過構(gòu)造或錨固措旌予以保證,本規(guī)程第 4.3.1 條第 4款即為本條計(jì)算公式的前提條件,構(gòu)造 按本規(guī)程第 4.3.8 條和第 4.3.9 條的規(guī)定執(zhí)行。本條第 1 款為第 1種破壞形態(tài)的受彎承載力計(jì)算公式 .公式(4.3.2-1)是對(duì)受拉鋼筋面積形心取 力矩平衡方程得到的,公式(4.3,2-

37、2)為力平衡公式,公式 (4.3.2-3)是按平截面假定得到的。本條第 2 款、第 3 款為第 2 種破壞形態(tài)的受彎承載力近似計(jì)算公式,此時(shí)受壓區(qū)高度很小,第 2 款中偏于安全地對(duì)受壓區(qū)邊緣混凝土達(dá)到極限壓應(yīng)變和碳纖維片材達(dá)到允許拉應(yīng)變的 界限狀態(tài)時(shí)的受壓區(qū)合力作用點(diǎn)取矩,井取碳纖維片材的應(yīng)變?yōu)樵试S拉應(yīng)變,即得公式 (4.3.2-4),第 3款中對(duì)受壓鋼筋合力作用點(diǎn)取矩,并認(rèn)為受壓鋼筋合力作用點(diǎn)與受壓區(qū)混凝 土合力作用點(diǎn)重合,即得公式 (4.3.2-5)。由于被加固混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度等級(jí)一般較低,故本規(guī)程中受彎承載力計(jì)算的有關(guān)公式中的 等效矩形應(yīng)力圖形系數(shù)未考慮高強(qiáng)混凝土的影響。4.3.4 根據(jù)鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正常使用階段受壓區(qū)邊緣混凝土和受拉鋼筋的應(yīng)變計(jì)算公 式，按平截面假定確定加固前在初始彎矩作用下的混凝土拉應(yīng)變ci。根據(jù)計(jì)算分析和試驗(yàn)結(jié)果，當(dāng)初始彎矩Mi小于末加固截面受彎承載力的20%時(shí)，二次受力對(duì)受彎極限承載力的影響很小,可以不考慮二次受力的影響。4 3.5限制受壓區(qū)高度x不大于0.8 bho,是為了避免因加固量過大導(dǎo)致超筋性質(zhì)的脆性破 壞。因?yàn)闆]有成熟的研究成果,本規(guī)程未給出加固后正常使用階段的裂縫和變形驗(yàn)算