《碳纖維片材加固混凝土結構技術規(guī)程》CECS146-2003(2007版)

·1·1.0.1為使碳纖維片材加固混凝土結構的工程，做到技術可靠、安全適用、經濟計、施工及驗收。1.0.3采用粘貼碳纖維片材加固混凝土結構的設計、施工及驗收，除應符合本規(guī)。1.0.4采用粘貼碳纖維片材加固的混凝土結構，長期使用的環(huán)境溫度不應高于60℃。處于特殊環(huán)境(腐蝕、放射、高溫等)中的混凝土結構采用碳纖維片材加固1.0.5采用碳纖維片材加固混凝土結構前，應按國家現行有關標準對原結構進行1.0.6采用粘貼碳纖維片材加固混凝土結構時，應由對該加固方法熟悉的設計人·2·2.1術語2.1.1碳纖維片材carbonfiberreinforcedpolymerlaminate2.1.2碳纖維布carbonfibersheet2.1.3碳纖維板carbonfiberplate2.1.4底膠primer2.1.5修補膠repairadhesive2.1.6結構膠粘劑structuraladhesive2.2符號2.2.2作用效應及抗力·3·2.2.1材料性能f2.2.3幾何參數wcfU2.2.4計算系數及其它cfb生時的界限相對3材料3.1一般要求3.1.1采用粘貼碳纖維片材對混凝土結構加固時，應使用聚丙烯腈基(PAN基)3.1.2加固用材料應具有質檢部門的產品安全性能檢測報告和產品合格證；碳纖維片材和配套膠粘劑應具有符合本規(guī)程第3.2節(jié)和第3.3節(jié)規(guī)定的安全性能；對配本規(guī)程所列碳纖維片材的安全性能指標是對單向碳纖維片材的要求?；炷?、鋼筋和其它材料的有關設計指標應按國家現行有關標準采用。3.2碳纖維片材3.2.1碳纖維布的抗拉強度應按纖維的凈截面面積計算。凈截面面積取碳纖維布維布的單位面積質量除以碳碳纖維板的性能指標應按板的截面(含膠)面積計算，截面(含膠)面積取。表3.2.2類別項目抗拉強度標準值ff,k(MPa)受拉彈性模量Ef(MPa)伸長率(%)ffb(MPa)層間剪切強度(MPa)土正拉粘結強度(MPa)纖維體積含量(%)單位面積質量(g/m2)單向織物(布)條形板高強度Ⅰ級高強度Ⅱ級高強度Ⅰ級高強度Ⅱ級≥3400≥3000≥2400≥2000≥1.7≥1.5≥1.7≥1.5≥700≥600－－≥45≥35≥50≥40≥2.5，且為混凝土內聚破壞－≤300－≤300－≤300－≤300－－·4··5·注：L形板的安全性及適配性檢驗合格指標按高強度Ⅱ級條形預成型板(條形板)采用。3.2.3碳纖維片材的受拉性能應按現行國家標準《定向纖維增強塑料拉伸性能試單層碳纖維布的單位面積碳纖維質量不宜低于150g/m2，且不應高于.2.5碳纖維板的厚度不宜大于2.0mm，寬度不宜大于200mm，纖維體積含量，對I級板，不應小于65%；對II級板，不宜小于60%，且不應小于55%。3.3配套膠粘劑3.3.1采用碳纖維片材對混凝土結構進行加固時，應采用與碳纖維片材配套的底3.3.2底膠、修補膠和結構膠粘劑的安全性能應分別符合表3.3.2–1、表3.3.2–2表3.3.2–1底膠的安全性能指標性能項目性能要求當與A級膠當與B級膠鋼-鋼拉伸抗剪強度標準值(MPa)匹配：≥14匹配：≥10與混凝土的正拉粘結強度(MPa)≥2.5,且為混凝土內聚破壞不揮發(fā)物含量(固體含量)(%)≥99GB/T混和后初黏度(23℃時)(mPa·s)≤6000GB/T表3.3.2–2修補膠的安全性能指標性能項目性能要求膠體抗拉強度(MPa)≥30GB/T膠體抗彎強度(MPa)≥40,且不得呈脆性(碎裂狀)破壞與混凝土的正拉粘結強度(MPa)≥2.5,且為混凝土內聚破壞本規(guī)范附錄A本規(guī)范附錄A表3.3.2–3碳纖維復合材浸漬/粘結用膠粘劑安全性能指標性能要求性能項目試驗方法標準A級膠B級膠抗拉強度(MPa)≥40≥30膠受拉彈性模量(MPa)≥2500≥1500GB/T2568體伸長率(%)≥1.5性≥50≥40抗彎強度(MPa)GB/T2570能且不得呈脆性(碎裂狀)破壞抗壓強度(MPa)≥70GB/T2569粘鋼-鋼拉伸抗剪強度標準值(MPa)≥14≥10GB/T7124結能鋼-鋼不均勻扯離強度(kN/m)≥20≥15GJB94力與混凝土的正拉粘結強度(MPa)≥2.5,且為混凝土內聚破壞本規(guī)范附錄A不揮發(fā)物含量(固體含量)(%)≥99GB/T2793；3當板材為仰面或立面粘貼時，其所使用膠粘劑的下垂度(40℃時)不應大于3mm；4當按現行國家標準《膠粘劑拉伸剪切強度測定方法(金屬對金屬)》GB/T7124制3.3.3配套的改性環(huán)氧樹脂膠粘劑應按現行國家標準《混凝土結構加固設計規(guī)范》GB行耐濕熱老化性能檢驗，其老化后的拉伸1對A級膠不得大于10%；2對B級膠不得大于15%。3.4表面防護材料3.4.1對已加固完畢的結構表面應進行防護處理。防護材料的粘結性能應與碳纖選用的防火材料及其處理方法，應使加固后的建筑物達到要求的防火等級。當被加固的結構處于特殊環(huán)境時，應根據具體情況選用有效的防護材料?！?··7·4.1一般規(guī)定4.1.1采用粘貼碳纖維片材加固混凝土結構時，應通過配套的改性環(huán)氧樹脂膠粘構構件進行加固：1在梁、板構件的受拉區(qū)粘貼碳纖維片材進行受彎加固，纖維方向應與加固3采用環(huán)向圍束粘貼對柱進行抗震加固，纖維方向應與柱軸向垂直。4.1.3采用粘貼碳纖維片材加固混凝土結構時，應按本規(guī)程規(guī)定的極限狀態(tài)設計測得到的實際強度，按國家現行有關標準確定其態(tài)時的應變，按線彈性應力應變關系確定4.1.4碳纖維片材應取置信水平為0.99、保證率為95%的極限抗拉強度作為抗拉fcfk。碳纖維片材的極限拉應變εcfu應取其抗拉強度標準值fcfk除以彈性模量Ecf。行加固時，應考慮加固后對結構中4.1.6采用粘貼碳纖維片材進行結構加固時，宜卸除作用在結構上的活荷載。如4.1.7在受彎加固和受剪加固時，被加固混凝土結構和構件的實際混凝土強度等級不應低于C15。4.1.8加固設計時，應采取措施使原結構、構件不致因碳纖維片材加固部位意外·8·4.2構造要求角粘貼時，構件轉角處外表面的曲率半徑不應小于20mm(圖4.2.1)。12r≥20mm圖4.2.1構件角處粘貼示意4.2.2碳纖維布沿纖維受力方向的搭接長度不應小于100mm。當采用多條或多層4.2.3為保證碳纖維片材可靠地與混凝土共同工作，必要時應采取附加錨固措施。4.3受彎加固4.3.1采用碳纖維片材對梁、板構件進行受彎加固時的承載力計算，除應符合現狀態(tài)時，碳纖維片材的拉應變εcf按截面應變保持平面的假定確定，但不應超過碳纖維片材的允許拉應變[εcf]；應變保持平面的假定計算加固前受拉區(qū)邊緣混凝土的初始應變εi；cf纖維片材彈性模量Ecf與其拉應變εcf的乘4在達到受彎承載能力極限狀態(tài)前，碳纖維片材與混凝土之間不發(fā)生粘結剝4.3.2在矩形截面受彎構件的受拉面上粘貼碳纖維片材進行受彎加固時，其正截·9·1當混凝土受壓區(qū)高度x大于ξcfbh，且小于ξbh0時(圖4.3.2a)M≤fcbx(h0–)+fy′As′(h0–a′)+EcfεcfAcf(h–h0)(4.3.2–1)fcbx＝fyAs–fy′As′+EcfεcfAcf2當混凝土受壓區(qū)高度x不大于ξcfbh時(圖4.3.2b)M≤fyAs(h0–0.5ξcfbh)+Ecf[εcf]Acfh(1–0.5ξcfb)當混凝土受壓區(qū)高度x小于2a′時，M≤fyAs(h0–a′)+Ecf[εcf]Acf(h–a′) (4.3.2–2) (4.3.2–3) (4.3.2–4) (4.3.2–5)受壓區(qū)高度，取ξcfb＝cucf]+εi混凝土的初始應變，按本規(guī)程第4.3.4條計算；當可以不考慮二次受力時，取εi＝0；km＝(1.16–ncfEcftcf)≤0.90，其·10· (a)x>ξcfbh時[][] (b)x≤ξcfbh時圖4.3.2矩形截面正截面受彎承載力計算注：圖中xn為實際混凝土受壓區(qū)高度4.3.3對翼緣位于受壓區(qū)的T形截面受彎構件，當在其受拉面粘貼碳纖維片材進行受彎加固時，應按本規(guī)程第4.3.2條的原則和現行國家標準《混凝土結構設計規(guī)·11·4.3.4考慮二次受力影響時，加固前在初始彎矩Mi作用下，截面受拉邊緣混凝土iεi＝(εci+εsi)–εciεsi＝·σsiρte (4.3.4–1) (4.3.4–2) (4.3.4–3) (4.3.4–4) (4.3.4–5) (4.3.4–6)EEρte——按有效受拉混凝土截面面積計算的縱向受拉鋼筋配筋率Ate——有效受拉混凝土截面面積，對受彎構件取0.5bh+(bf–b)hf。式中：·12·下列要求：1受壓區(qū)高度x不宜大于0.8ξbh0，其中界限相對受壓區(qū)高度ξb應按現行國2加固后受彎承載力的提高幅度不應超過40%；合下受拉鋼筋的拉應力不應超過鋼筋抗拉強度進行受彎加固時，粘貼區(qū)域宜在距受 (4.3.2–4)中的h改用碳纖維片材截面面積形心至梁受壓區(qū)邊緣的距離hcf0代替，且宜將側面碳纖維片材的截面面積乘以折減系數(1–0.5hc′f/h)，其中hc′f為側面4.3.7對受彎加固的構件尚應驗算構件的受剪承載力，避免受剪破壞先于受彎破4.3.8對梁、板正彎矩區(qū)進行受彎加固時，碳纖維片材宜延伸至支座邊緣。在集中荷載作用點兩側應設置構造的碳纖維片材U形箍(對梁)或橫向壓條(對板)。利用截面的距離不應小于按下式計算得出的200mm(圖4.3.8)。 (4.3.8)f·13·圖4.3.8碳纖維片材的粘結延伸長度4.3.9當碳纖維片材延伸至支座邊緣仍不滿足本規(guī)程第4.3.8條的規(guī)定時，應采取U形箍的粘貼高度宜伸至板底面。每道U形箍的寬度不宜小于受彎加固碳纖維布2對于板，在碳纖維片材延伸長度范圍內應通長設置垂直于受力碳纖維方向的壓條(圖4.3.9b)。壓條宜在延伸錨固長度范圍內均勻布置，且在延伸長度端部必須設置一道。每道壓條的寬度不宜小于受彎加固碳纖維布條帶寬度的1/2，壓條的厚度不宜小于受彎加固碳纖維布厚度的1/2。3當碳纖維布延伸至支座邊緣時，若延伸長度小于按公式(4.3.8)計算所得圖4.3.9受彎固時碳纖維片材端部附加錨固措施·14·4.3.10對梁、板負彎矩區(qū)進行受彎加固時，碳纖維片材的截斷位置距支座邊緣的延伸長度應根據負彎矩分布按本規(guī)程第4.3.8條的原則確定，且對板不小于1/4跨度，對梁不小于1/3跨度。與支座連接。當碳纖維片材需繞過柱時，宜在梁側4hf′范圍內粘貼(圖4.3.10)。4.3.12當沿柱軸向粘貼碳纖維片材對柱的正截面承載力進行加固時，碳纖維片材圖4.3.10負彎矩區(qū)加固時梁側有效粘貼范圍平面圖4.4受剪加固4.4.1對鋼筋混凝土梁進行受剪加固時，應按下列公式進行斜截面受剪承載力計Vb≤Vbrc+VbcfVbcf＝φεcfvEcfhcfεcfv＝(0.2+0.12λb)εcfu (4.4.1–1) (4.4.1–2) )·15·λb——梁受剪計算截面的剪跨比，對集中荷載作用情況取a/h0，當λb大于3.0時，取λb＝3.0，當λb小于1.5時，取λb＝1.5；a為集中荷載作用點至支座邊緣的距離。對均布荷載作用情況，取λb＝3.0；wcf箍或U形箍的寬度。4.4.2對鋼筋混凝土柱進行受剪加固時，應按下列公式進行斜截面受剪承載力計VcrcVccfVccfcfvEcfhcf(4.4.2–2)cfvnbcfu(4.4.2–3)λc——柱的剪跨比，對于框架柱取Hn/2h0，當λc大于3.0時，取λc＝3.0，4.4.3采用碳纖維片材對鋼筋混凝土梁、柱構件進行受剪加固時，應符合下列規(guī)·16·2應優(yōu)先采用環(huán)形箍，也可采用U形箍(圖4.4.3a)。對碳纖維板，可采用雙LU箍；3當碳纖維片材采用環(huán)形箍或U形箍布置時，其凈間距scf不應大于現行國家U維片材壓條(圖4.4.3b)。圖4.4.3碳纖維片材的抗剪加固構造方式4.5柱的抗震加固4.5.1柱的抗震加固應采用環(huán)向圍束式粘貼碳纖維片材的方法。柱端箍筋加密區(qū)·17· (4.5.1) (4.5.1)fcf——碳纖維片材的抗拉強度設計值，取fcfk/1.1；4.5.2碳纖維片材在箍筋加密區(qū)宜連續(xù)布置。碳纖維片材兩端應搭接成環(huán)向圍束。5施工規(guī)定5.1一般規(guī)定5.1.1采用粘貼碳纖維片材加固混凝土結構，應由熟悉該技術施工工藝的專業(yè)施混凝土表面處理；刷底膠；修補膠并對混凝土表面不平整處進行填補和找平處理；膠粘劑；碳纖維片材；7表面防護。施施工時應考慮環(huán)境濕度對膠粘劑固化的不利影響。進行混凝土表面處理和粘貼碳纖維片材前，應按加固設計部位放線定位。5.1.6膠粘劑配制時，應按產品使用說明書中規(guī)定的配比稱量并置于容器中，用拌用容器內及攪拌器上不得有油污和雜質。應根據。5.2施工準備.1應認真閱讀設計施工圖。5.2.2應根據施工現場和被加固構件混凝土的實際狀況，擬訂施工技術方案和施應對所使用的碳纖維片材、配套膠粘劑、機具等做好施工前的準備工作?！?8··19·5.3表面處理5.3.1應清除被加固構件表面的夾渣、疏松、蜂窩、麻面、起砂、腐蝕等混凝土平整。對較大的孔洞、凹陷、露筋等部位，在應按設計要求對裂縫進行灌注或封閉處理。5.3.3被粘貼的混凝土表面應打磨平整，除去表層浮漿、油污等雜質，直至完全應進行導角處理并打磨成圓弧狀，圓弧曲率半徑不應小于20mm。4混凝土表面應清理干凈并保持干燥。5.4涂刷底膠應按膠粘劑生產廠家提供的工藝條件配制底膠。5.4.2應采用滾筒刷將底膠均勻涂抹于混凝土表面。在底膠表面指觸干燥時，立5.5找平處理應按產品生產廠家提供的工藝條件配制修補膠。應對混凝土表面凹陷部位用修補膠填補平整，不應有棱角。5.5.3轉角處應采用修補膠修成光滑的圓弧，其曲率半徑不應小于20mm。宜在修補膠表面指觸干燥后，盡快進行下一工序的施工。5.6粘貼碳纖維片材；的工藝條件配制結構膠粘劑，并均勻涂抹于粘貼部位；3將碳纖維布用手輕壓貼于需粘貼的位置，采用專用的滾筒順纖維方向多次·20·的結構膠粘劑指觸干燥時立5應在最后一層碳纖維布的表面均勻涂抹結構膠粘劑。1應按設計要求的尺寸裁剪碳纖維板，并按生產廠家提供的工藝條件配制結2應將碳纖維板表面擦拭干凈至無粉塵。當需粘貼兩層時，底層碳纖維板的3擦拭干凈的碳纖維板應立即涂刷結構膠粘劑，膠層中央應呈拱起狀，平均厚度不應小于2mm；4應將涂有膠液的碳纖維板用手輕壓貼于需粘貼的位置。用橡皮滾筒順纖維出，保證密實無空洞。當平行粘貼多條碳纖間的空隙不應小于5mm；前5.7表面防護材料與碳纖5.8施工安全和注意事項5.8.1碳纖維片材為導電材料，施工碳纖維片材時應遠離電氣設備和電源，或采施工過程中應避免碳纖維片材彎折。碳纖維片材配套膠粘劑的原料應密封儲存，遠離火源，避免陽光直接照射。膠粘劑的配制和使用場所應保持通風良好?，F場施工人員應采取相應的勞動保護措施?！?1·6檢驗及驗收6.0.1碳纖維片材和配套膠粘劑應按工程用量一次進場到位。進場時，應會同監(jiān)。6.0.2采用碳纖維片材和配套膠粘劑對混凝土結構進行加固時，應嚴格執(zhí)行本規(guī)對各工序進行檢驗及驗收。如要求，應立即采取補救措施或返工。不應少于設計面積，位置偏差不應大于10mm。6.0.4碳纖維片材與混凝土之間的粘結質量，可用小錘輕輕敲擊或手壓碳纖維片mm等量的碳纖維片材，搭接長度.5驗收時，應按附錄B方法對施工質量進行現場抽樣檢驗及評定。·22·附錄A碳纖維片材配套膠粘劑與混凝土正拉粘結強度A.1適用范圍A1.1本方法適用于與碳纖維片材配套的樹脂類粘結材料單層或復合涂層與混凝A.2試驗設備和試樣荷載相適應。試驗時所用的夾具應能。試驗所用機具應采用鋼材加工而成(圖A.2.2)。試驗所用混凝土試塊的尺寸為70mm×70mm×40m。預切縫深度取2~3mm。寬度1~2mm(圖A.2.3)。組合件。在混凝土試塊的中央位置按照正常m塊粘結(圖A.2.4)。應的膠粘劑產品技術條件或膠粘劑施工工藝說按試驗設計方案確定?！?3·AAA.3試驗條件A.3.1試驗環(huán)境應保持在：溫度23±2℃，相對濕度60%~70%。A.4試驗步驟nA.5試驗結果A ：1)內聚破壞：應分為基材混凝土內聚破壞和受檢膠粘劑的內聚破壞；后者可2)粘附破壞：應分為膠層與基材之間的粘附破壞及膠層與纖維復合材或鋼標3)混合破壞：粘合面出現兩種或兩種以上的破壞形式。常性判別，應符合下列規(guī)定：1)當破壞形式為基材混凝土內聚破壞，或雖出現兩種或兩種以上的破壞形式，凝土內聚破壞形式的破壞面積占粘合面面積85%以上，均可判為正常破壞。2)當破壞形式為粘附破壞、膠層內聚破壞或基材混凝土內聚破壞面積少于注：1鋼標準塊與檢驗用高強、快固化膠粘劑(取樣膠粘劑)之間的粘附破壞，屬檢驗·24··25· 驗結果的正拉粘結強度推定值；若該推定值不低于本規(guī)程第3章規(guī)定的相應指標，則可評該組試件正拉粘結強度檢驗結果合 (2)當一組內僅有一個試件的破壞形式不正常，允許以加倍試件重做一組試的合格評定應符合下列要求： (1)若批內的每一組均為試驗合格組，則應評該批粘結材料的正拉粘結性能 (2)若批內有一組或一組以上為不合格組，則應評該批粘結材料的正拉粘結 (3)若由不少于20組試件組成一個批，且僅有一組被評為試驗不合格組， (1)膠粘劑的品種、型號、批號和來源； (2)取樣規(guī)則及數量； (3)制備試樣的工藝條件； (4)試樣的編號和數量； (5)試驗時環(huán)境的溫度、濕度； (6)拉力試驗機的型號、量程及檢定日期； (7)加荷方式及加荷速度； (8)試樣的破壞荷載、破壞形式及正拉粘結強度測定值； (9)試驗中出現的偏差和異?，F象； (10)試驗日期、試驗人員及審核人員。附錄B碳纖維片材加固混凝土結構施工質量B本方法適用于碳纖維片材加固混凝土結構施工質量的現場檢驗及合格評B樣B.2.1粘結強度檢測儀3056的規(guī)定。粘結強度檢測儀應每年檢定一次。若發(fā)現異常，應隨時維修，并重B.2.2取樣規(guī)則現場檢驗應在已完成碳纖維片材粘貼并固化7d的結構表面上進行。其取樣應1梁、柱類構件以同規(guī)格、同型號的構件為一檢驗批。每批構件隨機抽取的受檢構件應按該批構件總數的10%確定，但不得少于3根；以每根受檢構件為一2板、墻類構件應以同種類、同規(guī)格的構件為一檢驗批，每批按實際粘貼的表面積(不論粘貼的層數)均勻劃分為若干區(qū)，每區(qū)100m2(不足100m2，按100m2計)，且每一樓層不得少于1區(qū)；以每區(qū)為一檢驗組，每組3個檢驗點。3現場檢驗的布點應在膠粘劑固化已達到可以進入下一工序之日進行。若因期，不得超過3d。4布點時，應由獨立檢驗單位的技術人員在每一檢驗點處，粘貼鋼標準塊以mm貼在加固構B.2.3現場試樣制備?！?6··27·測部位的加固表面應清除污漬并保持干燥。2切割預切縫：從加固表面向混凝土基體內部切割預切縫，切入混凝土深度10~15mm，寬度約2mm。預切縫形狀為直徑50mm的圓形或邊長40mm×40mm3粘貼鋼標準塊：采用高強、快固化的膠粘劑(取樣膠粘劑)粘貼鋼標準塊 圖B.2.3碳纖維片材粘結質量現場檢驗示意B.3.1按照粘結強度檢測儀生產廠提供的使用說明書，連接鋼標準塊。n AA：1)內聚破壞：應分為基材混凝土內聚破壞和受檢膠粘劑的內聚破壞；后者可2)粘附破壞：應分為膠層與基材之間的粘附破壞及膠層與纖維復合材或鋼標3)混合破壞：粘合面出現兩種或兩種以上的破壞形式。常性判別，應符合下列規(guī)定：但基材混凝土內聚破壞形式的破壞面積占粘合面面積85%以上，均可判為正常破2)當破壞形式為粘附破壞、膠層內聚破壞或基材混凝土內聚破壞面積少于注：同附錄A第A.5.2條的注。2)若組內僅一個試樣達不到上述要求，允許以加倍試樣重新做一組檢驗，如·28··29·施工質量的合格評定，應符合下列規(guī)定：1)當批內各組均為檢驗合格組時，應評定該檢驗批碳纖維片材與基材混凝土2)若有一組或一組以上為檢驗不合格組，則應評定該檢驗批構件加固材料與3)若檢驗批由不少于20組試樣組成，且檢驗結果僅有一組因個別試樣粘結 (1)建設單位、委托單位、施工單位和檢驗單位的名稱； (2)制備試樣的工藝條件； (3)工程名稱、取樣部位、試樣的數量和編號； (4)試驗時環(huán)境的溫度、濕度； (5)粘結強度檢測儀的型號、量程、加載速度； (6)試樣的破壞荷載值、破壞形式、粘結強度及評定結果； (7)檢驗過程中出現的偏差和異?，F象； (8)檢驗日期、試驗人員及審核人員?！?0·要求嚴格程度不同的用詞說明在正常情況下均應這樣做的：件許可時首先應這樣做的：表示有選擇，在一定條件下可以這樣做的，采用“可”。定”或“應按……執(zhí)行”。非必須按所指定的標準執(zhí)行時，寫法為“可參照……執(zhí)·31·條文說明·32·1總則 333材料 343.1一般要求 343.2碳纖維片材 343.3配套膠粘劑 353.4表面防護材料 364設計規(guī)定 374.1一般規(guī)定 374.2構造要求 384.3受彎加固 394.4受剪加固 414.5柱的抗震加固 425施工規(guī)定 435.1一般規(guī)定 435.2施工準備 435.3表面處理 435.4涂刷底膠 435.5找平處理 435.6粘貼碳纖維片材 446檢驗及驗收 45·33·1.0.1本條指出制訂本規(guī)程的目的和要求，并提出了碳纖維片材加固混凝土結構應用外貼高性能復合材料加固結構的新技加固混凝土結構的理論和試驗研究成果已較多，設計加固工程量也迅速增加。制訂本規(guī)程，是為了在確保1.0.2本規(guī)程的適用范圍為房屋建筑和一般構筑物混凝土結構的加固設計、施工誤、施工錯誤、荷載增加、使用功能改變等使結構1.0.3在執(zhí)行本規(guī)程的同時，尚應配合使用國家現行有關標準，如《混凝土結構1.0.4本規(guī)程規(guī)定結構長期使用溫度不應高于60℃，是按常溫固化結構膠粘劑的耐高溫膠粘劑，且有可靠依據時，可不受此規(guī)定限制。在特殊環(huán)境(腐蝕、放射、高溫等)下采用碳纖維片材進行混應的國家現行有關標準的規(guī)定，采取必要的防護措1.0.5碳纖維片材加固混凝土結構前，應進行結構檢測鑒定，并應以我國已發(fā)布度，為碳纖維片材加固混凝土結構的設復合材料性質及其加固方法的專業(yè)人員進行設隊伍進行施工，才能保證加固工程的安全和質工的失誤，造成事故和經濟損失，影響該項新3材料3.1一般要求3.1.1本條指出粘貼碳纖維片材加固方法所采用的材料種類，特別指出膠粘劑應市場前，應委托獨立試驗機構進行證明該膠粘劑與配套碳纖維片材的粘結效果，以避3.1.2本條為加固用材料的一般要求。碳纖維片材和配套膠粘劑的性能必須符合固用材料。使用不符合本條規(guī)定的產品進行列出單向碳因試驗數據不足，且工程實3.2碳纖維片材本規(guī)程僅針對碳纖維布和碳纖維板兩種制品形式，統(tǒng)稱為碳纖維片材。值，而不是碳纖維布的實測厚度，因為碳纖板的截面面積指含膠板材的實測截的體積含量。常用碳纖維布的單位面積碳纖表1常用碳纖維布的單位面積質量、截面面積和計算厚度纖維單位面積質量(g/m2)密度(g/m2)單位寬度的截面面積(mm2/m)計算厚度(mm)2001110.1112501391.8×10-30.1393001670.167等特點。目前，·34··35·高強度型碳纖維片材，其抗拉強度是普通鋼筋的的彈性模量。另外，碳纖維沒有類似鋼筋的屈以高強度型碳纖維片材為對象。當使用其它類型(如高模量型)的碳纖維片材時，物的結構加固時，建議對碳纖維片材伸長率的3.2.4試驗研究和工程經驗證明，單層碳纖維布的單位面積碳纖維質量越大，施施工質量越難以保證，故作出了嚴格的限制位面積質量，是指現場復驗時，按現行國家3.2.5碳纖維板過厚或過寬，施工質量均較難保證，所以在設計和施工時，都應使用寬度較小的碳纖維板。研究表明，碳纖維板中碳纖維體積含量在60%~70%時性能最好，故本規(guī)程對II級碳纖維板的纖維體積含量作出了不宜低于60%，且3.3配套膠粘劑3.3.1底膠的作用是增強混凝土表層，提高混凝土與修補膠及結構膠粘劑界面的凝土的表面缺陷，并進行找平修整，使加固表底膠及結構膠粘劑具有可靠的粘結強度，故形觀質量和平整度較好時，宜盡量減少修補膠的和碳纖維板等的主要粘結材料，其作用是使碳土之間充分粘結，以共同承受結構的作用。本3.3.2膠粘劑的安全性能必須滿足本規(guī)程的有關要求。因為膠粘劑的性能與粘結的安全性能達不到要求，必然導致加固效果拉伸抗剪強度不僅最能反映結構膠粘劑的粘結特性，標。因此，必須對其進行耐濕熱老化性能檢·36·。當按GB50367規(guī)定的環(huán)境條件進行90d老化試驗時，其鋼對鋼拉伸抗剪強度3.4表面防護材料3.4.1表面防護的作用是保護加固結構的碳纖維片材和膠粘劑免受外界不利環(huán)境表面防護材料的選擇，可按國家現行有關標準材不能當做防護材料使用。當被加固混凝土結片材加固后還應采取相應的防護措施。必須保3.4.2本條強調對于有防火要求的建筑物，必須按照要求選擇防火材料并進行防，結構加固·37·4.1一般規(guī)定4.1.1碳纖維片材不能設計為承受壓力，但在反復荷載下碳纖維片材在經受一定材料粘貼于構件表面，在構件受力過程中施保證不發(fā)生因粘貼面過早剝離而導致加固效梁的受彎加固、受剪加固和柱的抗應的計算理論也較成熟，故本規(guī)程納入了這三種加固規(guī)定。受彎加固是指為提高受彎構件正截面承載力而提高受彎構件斜截面承載力而進行的加固；抗震加固而進行的加固。在受彎加固時，應使碳纖維片材的纖力方向一致；在受剪加固時，原應使碳纖維片材的纖方向一致，但為了施工方便，建議采用纖維方向與構應使碳纖維布以環(huán)向圍束方式纏繞在柱上，以較好地碳纖維片材也可沿受拉構件軸向粘貼，對受拉構件進對軸心受壓構件加固。至于受彎加固，雖可采用對碳，以提高其加固效果，但由于相應的計算方法和施工4.1.3本規(guī)程對鋼筋混凝土結構構件加固所采用的極限狀態(tài)設計計算方法，與現有關參數進行驗算。同時，在驗算中混凝土結構構件有多種破壞形態(tài)，除了與還有一些特殊的破壞形態(tài)，如碳纖維片材的剝離破到承載能力極限狀態(tài)時，碳纖維片材的抗拉強以達到極限狀態(tài)時碳纖維片材所達到的應變值來確維片材在最終拉斷時表現出明顯的脆性，因此即使到其極限抗拉強度，也應選擇小于其極限拉應變的4.1.4本規(guī)程規(guī)定的碳纖維片材抗拉強度標準值的確定方法，是以現行國家標準4.1.5一般情況下，對結構或構件的加固是局部的。加固后結構體系可能有所改以保證不發(fā)生危險的脆性破壞。例如，在受彎始彎矩小于受彎承載力的20%時，。4.1.7在實際工程中，某些結構的混凝土強度可能低于現行國家標準要求的最低則與碳纖維片材的粘結強度將會很低，易能充分發(fā)揮作用。因此本條以現行國家標4.1.8碳纖維片材很容易受人為破壞和火災燒毀，并因此而導致建筑物意外坍塌。固混凝土結構的設計指南，或是要求對原結構、構要求原結構、構件，必須能承擔其恒荷載的標準值4.2構造要求4.2.1碳纖維片材沿其纖維方向彎折時會導致應力集中和纖維絲折斷，影響強度發(fā)揮。根據試驗研究結果，當轉角處的曲率半徑不小于20mm時，可緩解應力集·38··39·缺少試驗資料，本規(guī)程未作4.2.2試驗研究表明，當單位面積碳纖維質量不超過300g/m2，碳纖維布沿受力方100mm時，破壞不會發(fā)生在搭接部位。但有資料表明，倘若裂或破壞仍然會發(fā)生在搭接處，因此，應采取粘貼在碳纖維片材外表面，再用錨置方式應根據錨固區(qū)受力大小確定。鋼板壓4.3受彎加固受拉面粘貼碳纖維片材進行受彎加破壞，所采用的允許拉應變[εcf]一般為設計極限拉應變εcfu的2/3；同時根據《混件的破壞形態(tài)主要有以下幾種：允許拉應變[εcf]；4在達到正截面極限承載能力前，碳纖維片材與混凝土發(fā)生剝離破壞。形態(tài)進行設計計算；也可按第二種破壞形態(tài)進控制加固量上限來避免發(fā)生。本規(guī)程第4.3.5條第1款規(guī)定的受壓區(qū)高度x不大于0.8ξbh0，即可控制不發(fā)生第3種破壞形態(tài)。第4種破壞形態(tài)也屬脆性破壞。此時碳纖維片材中的應力狀態(tài)很復。設計時，應通過構造或錨固措施予以防止。本規(guī)程第4.3.8條和第4.3.9條的構造規(guī)定必須得到遵守，因為它是實現本條基本假定本條第1款為第1種破壞形態(tài)的受彎承載能力計算公式。公式(4.3.2–1)從對受拉鋼筋截面形心取矩的力矩平衡方程得到，公式(4.3.2–2)為力平衡方程，公式(4.3.2–3)是按平截面假定得到。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算公式，此時受壓區(qū)高度很小。第2款中，偏于安全地對受壓區(qū)邊緣混凝土達到極限壓應變且碳狀態(tài)時的受壓區(qū)合力作用點取矩，并取碳纖維片材的應變?yōu)樵试S拉應變，即得公式(4.3.2–4)。第3款中，對受壓鋼筋合力