碳纤维片材加固混凝土结构

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在混凝土结构加固中，碳纤维片材通过专用环氧树脂胶粘贴于构件表面（如梁、柱、板或桥墩），与原有结构形成复合受力体系。这种方法可以显著提高结构的承载能力、刚度和抗震性能，同时不会增加结构自重和截面尺寸，从而避免了传统加固方法可能带来的问题。此外，碳纤维片材施工便捷，无需大型设备，工期短，对周围环境影响小，尤其适用于空间受限或需要快速恢复使用的场景。

然而，在实际应用中也需注意一些关键点：例如，基材表面必须处理干净以确保粘结质量；环氧树脂的选用应符合环境条件要求；设计时需考虑碳纤维片材的单向受力特性，合理布置方向以发挥其最佳效果。总体而言，碳纤维片材加固技术为混凝土结构提供了经济、可靠且环保的解决方案，已成为土木工程领域的重要创新手段之一。

bU形擅加贴纵向压条

db41／t 2348-2022标准下载图4.4.3碳纤维片材的抗剪加固构造方式

4.4.4构件的受剪截面尺寸应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的规定，

4.5.1柱的抗震加固应采用环向围束式粘贴碳纤维片材的方法。柱端箍筋加密区的总折算体积 配箍率应按下列公式计算，并应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010对柱端 箍筋加密区体积配箍率的要求：

式中，b、h一柱的截面宽度、高度； P一总折算体积配箍率； VV——碳纤维片材的有效约束系数，取0.45；轴压比大于0.5且加固未卸载时取0.36; ff一碳纤维片材的抗拉强度设计值，取fk/1.1； fw一一箍筋的抗拉强度设计值。 4.5.2碳纤维片材在箍筋加密区宜连续布置。碳纤维片材两端应搭接成环向围束。碳纤维片林 条带的搭接长度不应小于150mm，各条带搭接位置应相互错开。

5.1.1采用粘贴碳纤维片材加固混凝土结构，应由熟悉该技术施工工艺的专业施工队伍承担 并应有加固施工技术方案和安全措施。 5.1.2施工必须按照下列工序进行： 1施工准备； 2混凝土表面处理； 3配制并涂刷底胶； 4配制修补胶并对混凝土表面不平整处进行填补和找平处理； 5配制并涂刷结构胶粘剂； 6粘贴碳纤维片材； 7表面防护。 5.1.3施工宜在环境温度为5℃以上的条件下进行，并应符合配套胶粘剂要求的施工使用温 度。当环境温度低于5℃时，应采用低温固化型的配套胶粘剂或采取升温措施。 5.1.4施工时应考虑环境湿度对胶粘剂固化的不利影响。 5.1.5在进行混凝土表面处理和粘贴碳纤维片材前，应按加固设计部位放线定位。 5.1.6胶粘剂配制时，应按产品使用说明书中规定的配比称量并置于容器中，用搅拌器搅拌 色泽均匀。在搅拌用容器内及搅拌器上不得有油污和杂质。应根据现场实际环境温度确定胶 粘剂的每次拌和量，并按要求严格控制使用时间。

5.2.1应认真阅读设计施工图

5.2.2应根据施工现场和被加固构件混凝土的实际状况，拟订施工技术方案和施工计划。 5.2.3应对所使用的碳纤维片材、配套胶粘剂、机具等做好施工前的准备工作，

5.3.1应清除被加固构件表面的夹渣、疏松、蜂窝、麻面、起砂、腐蚀等混凝土缺陷，露出混 凝土结构层，并修复平整。对较大的孔洞、凹陷、露筋等部位，在清理干净后，应采用粘结能力强的 修复材料进行修补。 5.3.2应按设计要求对裂缝进行灌注或封闭处理。 5.3.3被粘贴的混凝土表面应打磨平整，除去表层浮浆、油污等杂质，直至完全露出混凝土结 构新面。转角粘贴处应进行导角处理并打磨成圆弧状，圆弧曲率半径不应小于20mm。 5.3.4混凝土表面应清理干净并保持干燥

5.4.1应按胶粘剂生产厂家提供的工艺条件配制底胶。 5.4.2应采用滚筒刷将底胶均匀涂抹于混凝土表面。在底胶表面指触干燥时，立即进入下一工 序的施工。

5.5.1应按产品生产厂家提供的工艺条件配制修补胶。

5.5.2应对混凝土表面凹陷部位用修补胶填补平整，不应有棱角。 5.5.3转角处应采用修补胶修成光滑的圆弧，其曲率半径不应小于20mm. 5.5.4宜在修补胶表面指触干燥后，尽快进行下一工序的施工。

5.6.1应按下列步骤和要求粘贴碳纤维布：

1应按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布； 2应按生产厂家提供的工艺条件配制结构胶粘剂，并均匀涂抹于粘贴部位； 3将碳纤维布用手轻压贴于需粘贴的位置，采用专用的滚筒顺纤维方向多次滚压，挤除气 泡，使胶液充分浸透碳纤维布；滚压时不得损伤碳纤维布； 4多层粘贴时应重复上述步骤，并应在纤维表面的结构胶粘剂指触干燥时立即进行下一层 粘贴； 5应在最后一层碳纤维布的表面均匀涂抹结构胶粘剂。 5.6.2应按下列步骤和要求粘贴碳纤维板： 1应按设计要求的尺寸裁剪碳纤维板，并按生产厂家提供的工艺条件配制结构胶粘剂； 2应将碳纤维板表面擦拭干净至无粉尘。当需粘贴两层时，底层碳纤维板的两面均应擦拭 干净； 3擦拭干净的碳纤维板应立即涂刷结构胶粘剂，胶层中央应呈拱起状，平均厚度不应小于 2mm; 4应将涂有胶液的碳纤维板用手轻压贴于需粘贴的位置。用橡皮滚筒顺纤维方向均匀平稳 压实，使胶液从两边挤出，保证密实无空洞。当平行粘贴多条碳纤维板时，两条板带之间的 空隙不应小于5mm； 5需粘贴两层碳纤维板时，应连续粘贴。当不能立即粘贴时，再开始粘贴前应对底层碳纤 维板重新进行清理。

5.7.1当需要做表面防护时，应按有关标准的规定处理，并保证防护材料与碳纤维片材之间有 可靠的粘贴。

5.8施工安全和注意事

5.8.1碳纤维片材为导电材料，施工碳纤维片材时应远离电气设备和电源，或采取可靠的防 措施。 5.8.2施工过程中应避免碳纤维片材弯折。 5.8.3碳纤维片材配套胶粘剂的原料应密封储存，远离火源，避免阳光直接照射。 5.8.4胶粘剂的配制和使用场所应保持通风良好。 5.8.5现场施工人员应采取相应的劳动保护措施。

5.8.1碳纤维片材为导电材料，施工碳纤维片材时应远离电气设备和电源，或采取可靠的防护 措施。

6.0.1碳纤维片材和配套胶粘剂应按工程用量一次进场到位。进场时，应会同监理单位对产品 合格证、产品质量出厂检验报告、中文标志和包装完整性进行检查。同时应对产品的安全性 能进行见证抽样复验。复验结果应符合本规范第3.1、3.2、3.3节的要求。 注：见证抽检的项目可由设计和监理单位选定。 6.0.2采用碳纤维片材和配套胶粘剂对混凝土结构进行加固时，应严格执行本规程第5章有关 条款的规定，并按隐蔽工程的要求，对各工序进行检验及验收。如施工质量不符合本规程第5 章有关条款的要求，应立即采取补救措施或返工。 6.0.3碳纤维片材的实际粘贴面积不应少于设计面积，位置偏差不应大于10mm。 6.0.4碳纤维片材与混凝土之间的粘结质量，可用小锤轻轻敲击或手压碳纤维片材表面的方法 检查，总有效粘结面积不应低于95%。当碳纤维布的空鼓面积不大于1000mm2时，可采用针 管注胶的方法进行修补。当空鼓面积大于1000mm2时，宜将空鼓部位的碳纤维片材切除，重 新搭接并粘贴等量的碳纤维片材，搭接长度不应小于100mm。 6.0.5验收时，应按附录B方法对施工质量进行现场抽样检验及评定。

附录A碳纤维片材配套胶粘剂与混凝土正拉粘结强度

试验室测定方法及评定标准

A.1.1本方法适用于与碳纤维片材配套的树脂类粘结材料单层或复合涂层与混凝土间的正拉 粘结强度的测定

A.2.1拉力试验机。 拉力试验机的量程选择应与试样的破坏荷载相适应。试验时所用的夹具应能使试样对中、固定， 试验机应能使拉力平稳地增加。 A.2.2试验机具。 试验所用机具应采用钢材加工而成（图A.2.2）。 A.2.3混凝土试块。 试验所用混凝土试块的尺寸为70mm×70mm×40m。预切缝深度取2~3mm。宽度1~2mm (图A.2.3)。 A.2.4试样制备。 试样为钢标准块与混凝土试块的组合件。在混凝土试块的中央位置按照正常的施工工序粘贴尺寸 为40mm×40mm的碳纤维片材，然后将钢标准块与混凝土试块粘结（图A.2.4）。 胶粘剂的制备和固化，应按相应的胶粘剂产品技术条件或胶粘剂施工工艺说明书中规定的条件进 行。 A.2.5试样数量。 每组试样数量不应少于5个。试样的组数，按试验设计方案确定，

图A.2.2试验机具尺寸示意

企业标准安装工程施工组织设计编制指南图A.2.3混凝土试块尺寸

图A.2.4试样组成示意

A.4.1将制备好的试样置入拉力试验机的夹具并对中。 A.4.2以1500~2000N/min的速度进行加载，直至破坏。记录试样破坏时的荷载值P，并观察 坏形式。

A.5.1强度计算： 正拉粘结强度应按下式计算：

式中， 正拉粘结强度，MPa； P——试样破坏时的荷载值，N； 钢标准块的粘结面面积

学校室外配套工程施工组织设计A.5.2试样破坏形式及其正常性判别