《碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS146-2003(2007版)

·1·1.0.1為使碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)的工程，做到技術(shù)可靠、安全適用、經(jīng)濟(jì)計(jì)、施工及驗(yàn)收。1.0.3采用粘貼碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收，除應(yīng)符合本規(guī)。1.0.4采用粘貼碳纖維片材加固的混凝土結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)期使用的環(huán)境溫度不應(yīng)高于60℃。處于特殊環(huán)境(腐蝕、放射、高溫等)中的混凝土結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)前，應(yīng)按國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)原結(jié)構(gòu)進(jìn)行1.0.6采用粘貼碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)由對(duì)該加固方法熟悉的設(shè)計(jì)人·2·2.1術(shù)語(yǔ)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(bǔ)膠repairadhesive2.1.6結(jié)構(gòu)膠粘劑structuraladhesive2.2符號(hào)2.2.2作用效應(yīng)及抗力·3·2.2.1材料性能f2.2.3幾何參數(shù)wcfU2.2.4計(jì)算系數(shù)及其它c(diǎn)fb生時(shí)的界限相對(duì)3材料3.1一般要求3.1.1采用粘貼碳纖維片材對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)加固時(shí)，應(yīng)使用聚丙烯腈基(PAN基)3.1.2加固用材料應(yīng)具有質(zhì)檢部門(mén)的產(chǎn)品安全性能檢測(cè)報(bào)告和產(chǎn)品合格證；碳纖維片材和配套膠粘劑應(yīng)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(duì)配本規(guī)程所列碳纖維片材的安全性能指標(biāo)是對(duì)單向碳纖維片材的要求。混凝土、鋼筋和其它材料的有關(guān)設(shè)計(jì)指標(biāo)應(yīng)按國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)采用。3.2碳纖維片材3.2.1碳纖維布的抗拉強(qiáng)度應(yīng)按纖維的凈截面面積計(jì)算。凈截面面積取碳纖維布維布的單位面積質(zhì)量除以碳碳纖維板的性能指標(biāo)應(yīng)按板的截面(含膠)面積計(jì)算，截面(含膠)面積取。表3.2.2類(lèi)別項(xiàng)目抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值ff,k(MPa)受拉彈性模量Ef(MPa)伸長(zhǎng)率(%)ffb(MPa)層間剪切強(qiáng)度(MPa)土正拉粘結(jié)強(qiáng)度(MPa)纖維體積含量(%)單位面積質(zhì)量(g/m2)單向織物(布)條形板高強(qiáng)度Ⅰ級(jí)高強(qiáng)度Ⅱ級(jí)高強(qiáng)度Ⅰ級(jí)高強(qiáng)度Ⅱ級(jí)≥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(nèi)聚破壞－≤300－≤300－≤300－≤300－－·4··5·注：L形板的安全性及適配性檢驗(yàn)合格指標(biāo)按高強(qiáng)度Ⅱ級(jí)條形預(yù)成型板(條形板)采用。3.2.3碳纖維片材的受拉性能應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《定向纖維增強(qiáng)塑料拉伸性能試單層碳纖維布的單位面積碳纖維質(zhì)量不宜低于150g/m2，且不應(yīng)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(duì)I級(jí)板，不應(yīng)小于65%；對(duì)II級(jí)板，不宜小于60%，且不應(yīng)小于55%。3.3配套膠粘劑3.3.1采用碳纖維片材對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固時(shí)，應(yīng)采用與碳纖維片材配套的底3.3.2底膠、修補(bǔ)膠和結(jié)構(gòu)膠粘劑的安全性能應(yīng)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(biāo)性能項(xiàng)目性能要求當(dāng)與A級(jí)膠當(dāng)與B級(jí)膠鋼-鋼拉伸抗剪強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)匹配：≥14匹配：≥10與混凝土的正拉粘結(jié)強(qiáng)度(MPa)≥2.5,且為混凝土內(nèi)聚破壞不揮發(fā)物含量(固體含量)(%)≥99GB/T混和后初黏度(23℃時(shí))(mPa·s)≤6000GB/T表3.3.2–2修補(bǔ)膠的安全性能指標(biāo)性能項(xiàng)目性能要求膠體抗拉強(qiáng)度(MPa)≥30GB/T膠體抗彎強(qiáng)度(MPa)≥40,且不得呈脆性(碎裂狀)破壞與混凝土的正拉粘結(jié)強(qiáng)度(MPa)≥2.5,且為混凝土內(nèi)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(fù)合材浸漬/粘結(jié)用膠粘劑安全性能指標(biāo)性能要求性能項(xiàng)目試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)A級(jí)膠B級(jí)膠抗拉強(qiáng)度(MPa)≥40≥30膠受拉彈性模量(MPa)≥2500≥1500GB/T2568體伸長(zhǎng)率(%)≥1.5性≥50≥40抗彎強(qiáng)度(MPa)GB/T2570能且不得呈脆性(碎裂狀)破壞抗壓強(qiáng)度(MPa)≥70GB/T2569粘鋼-鋼拉伸抗剪強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)≥14≥10GB/T7124結(jié)能鋼-鋼不均勻扯離強(qiáng)度(kN/m)≥20≥15GJB94力與混凝土的正拉粘結(jié)強(qiáng)度(MPa)≥2.5,且為混凝土內(nèi)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(dāng)板材為仰面或立面粘貼時(shí)，其所使用膠粘劑的下垂度(40℃時(shí))不應(yīng)大于3mm；4當(dāng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《膠粘劑拉伸剪切強(qiáng)度測(cè)定方法(金屬對(duì)金屬)》GB/T7124制3.3.3配套的改性環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》GB行耐濕熱老化性能檢驗(yàn)，其老化后的拉伸1對(duì)A級(jí)膠不得大于10%；2對(duì)B級(jí)膠不得大于15%。3.4表面防護(hù)材料3.4.1對(duì)已加固完畢的結(jié)構(gòu)表面應(yīng)進(jìn)行防護(hù)處理。防護(hù)材料的粘結(jié)性能應(yīng)與碳纖選用的防火材料及其處理方法，應(yīng)使加固后的建筑物達(dá)到要求的防火等級(jí)。當(dāng)被加固的結(jié)構(gòu)處于特殊環(huán)境時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況選用有效的防護(hù)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(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)通過(guò)配套的改性環(huán)氧樹(shù)脂膠粘構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行加固：1在梁、板構(gòu)件的受拉區(qū)粘貼碳纖維片材進(jìn)行受彎加固，纖維方向應(yīng)與加固3采用環(huán)向圍束粘貼對(duì)柱進(jìn)行抗震加固，纖維方向應(yīng)與柱軸向垂直。4.1.3采用粘貼碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)按本規(guī)程規(guī)定的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)測(cè)得到的實(shí)際強(qiáng)度，按國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定其態(tài)時(shí)的應(yīng)變，按線彈性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系確定4.1.4碳纖維片材應(yīng)取置信水平為0.99、保證率為95%的極限抗拉強(qiáng)度作為抗拉fcfk。碳纖維片材的極限拉應(yīng)變?chǔ)與fu應(yīng)取其抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fcfk除以彈性模量Ecf。行加固時(shí)，應(yīng)考慮加固后對(duì)結(jié)構(gòu)中4.1.6采用粘貼碳纖維片材進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固時(shí)，宜卸除作用在結(jié)構(gòu)上的活荷載。如4.1.7在受彎加固和受剪加固時(shí)，被加固混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的實(shí)際混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C15。4.1.8加固設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)采取措施使原結(jié)構(gòu)、構(gòu)件不致因碳纖維片材加固部位意外·8·4.2構(gòu)造要求角粘貼時(shí)，構(gòu)件轉(zhuǎn)角處外表面的曲率半徑不應(yīng)小于20mm(圖4.2.1)。12r≥20mm圖4.2.1構(gòu)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(zhǎng)度不應(yīng)小于100mm。當(dāng)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(shí)應(yīng)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(duì)梁、板構(gòu)件進(jìn)行受彎加固時(shí)的承載力計(jì)算，除應(yīng)符合現(xiàn)狀態(tài)時(shí)，碳纖維片材的拉應(yīng)變?chǔ)與f按截面應(yīng)變保持平面的假定確定，但不應(yīng)超過(guò)碳纖維片材的允許拉應(yīng)變[εcf]；應(yīng)變保持平面的假定計(jì)算加固前受拉區(qū)邊緣混凝土的初始應(yīng)變?chǔ)舏；cf纖維片材彈性模量Ecf與其拉應(yīng)變?chǔ)與f的乘4在達(dá)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(jié)剝4.3.2在矩形截面受彎構(gòu)件的受拉面上粘貼碳纖維片材進(jìn)行受彎加固時(shí)，其正截·9·1當(dāng)混凝土受壓區(qū)高度x大于ξcfbh，且小于ξbh0時(shí)(圖4.3.2a)M≤fcbx(h0–)+fy′As′(h0–a′)+EcfεcfAcf(h–h0)(4.3.2–1)fcbx＝fyAs–fy′As′+EcfεcfAcf2當(dāng)混凝土受壓區(qū)高度x不大于ξcfbh時(shí)(圖4.3.2b)M≤fyAs(h0–0.5ξcfbh)+Ecf[εcf]Acfh(1–0.5ξcfb)當(dāng)混凝土受壓區(qū)高度x小于2a′時(shí)，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(yīng)變，按本規(guī)程第4.3.4條計(jì)算；當(dāng)可以不考慮二次受力時(shí)，取εi＝0；km＝(1.16–ncfEcftcf)≤0.90，其·10· (a)x>ξcfbh時(shí)[][] (b)x≤ξcfbh時(shí)圖4.3.2矩形截面正截面受彎承載力計(jì)算注：圖中xn為實(shí)際混凝土受壓區(qū)高度4.3.3對(duì)翼緣位于受壓區(qū)的T形截面受彎構(gòu)件，當(dāng)在其受拉面粘貼碳纖維片材進(jìn)行受彎加固時(shí)，應(yīng)按本規(guī)程第4.3.2條的原則和現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)·11·4.3.4考慮二次受力影響時(shí)，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(jì)算的縱向受拉鋼筋配筋率Ate——有效受拉混凝土截面面積，對(duì)受彎構(gòu)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(duì)受壓區(qū)高度ξb應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)2加固后受彎承載力的提高幅度不應(yīng)超過(guò)40%；合下受拉鋼筋的拉應(yīng)力不應(yīng)超過(guò)鋼筋抗拉強(qiáng)度進(jìn)行受彎加固時(shí)，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(cè)面碳纖維片材的截面面積乘以折減系數(shù)(1–0.5hc′f/h)，其中hc′f為側(cè)面4.3.7對(duì)受彎加固的構(gòu)件尚應(yīng)驗(yàn)算構(gòu)件的受剪承載力，避免受剪破壞先于受彎破4.3.8對(duì)梁、板正彎矩區(qū)進(jìn)行受彎加固時(shí)，碳纖維片材宜延伸至支座邊緣。在集中荷載作用點(diǎn)兩側(cè)應(yīng)設(shè)置構(gòu)造的碳纖維片材U形箍(對(duì)梁)或橫向壓條(對(duì)板)。利用截面的距離不應(yīng)小于按下式計(jì)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(jié)延伸長(zhǎng)度4.3.9當(dāng)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(shí)，應(yīng)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(duì)于板，在碳纖維片材延伸長(zhǎng)度范圍內(nèi)應(yīng)通長(zhǎng)設(shè)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(zhǎng)度范圍內(nèi)均勻布置，且在延伸長(zhǎng)度端部必須設(shè)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(dāng)碳纖維布延伸至支座邊緣時(shí)，若延伸長(zhǎng)度小于按公式(4.3.8)計(jì)算所得圖4.3.9受彎固時(shí)碳纖維片材端部附加錨固措施·14·4.3.10對(duì)梁、板負(fù)彎矩區(qū)進(jìn)行受彎加固時(shí)，碳纖維片材的截?cái)辔恢镁嘀ё吘壍难由扉L(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)負(fù)彎矩分布按本規(guī)程第4.3.8條的原則確定，且對(duì)板不小于1/4跨度，對(duì)梁不小于1/3跨度。與支座連接。當(dāng)碳纖維片材需繞過(guò)柱時(shí)，宜在梁側(cè)4hf′范圍內(nèi)粘貼(圖4.3.10)。4.3.12當(dāng)沿柱軸向粘貼碳纖維片材對(duì)柱的正截面承載力進(jìn)行加固時(shí)，碳纖維片材圖4.3.10負(fù)彎矩區(qū)加固時(shí)梁側(cè)有效粘貼范圍平面圖4.4受剪加固4.4.1對(duì)鋼筋混凝土梁進(jìn)行受剪加固時(shí)，應(yīng)按下列公式進(jìn)行斜截面受剪承載力計(jì)Vb≤Vbrc+VbcfVbcf＝φεcfvEcfhcfεcfv＝(0.2+0.12λb)εcfu (4.4.1–1) (4.4.1–2) )·15·λb——梁受剪計(jì)算截面的剪跨比，對(duì)集中荷載作用情況取a/h0，當(dāng)λb大于3.0時(shí)，取λb＝3.0，當(dāng)λb小于1.5時(shí)，取λb＝1.5；a為集中荷載作用點(diǎn)至支座邊緣的距離。對(duì)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(duì)鋼筋混凝土柱進(jìn)行受剪加固時(shí)，應(yīng)按下列公式進(jìn)行斜截面受剪承載力計(jì)VcrcVccfVccfcfvEcfhcf(4.4.2–2)cfvnbcfu(4.4.2–3)λc——柱的剪跨比，對(duì)于框架柱取Hn/2h0，當(dāng)λc大于3.0時(shí)，取λc＝3.0，4.4.3采用碳纖維片材對(duì)鋼筋混凝土梁、柱構(gòu)件進(jìn)行受剪加固時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)·16·2應(yīng)優(yōu)先采用環(huán)形箍，也可采用U形箍(圖4.4.3a)。對(duì)碳纖維板，可采用雙LU箍；3當(dāng)碳纖維片材采用環(huán)形箍或U形箍布置時(shí)，其凈間距scf不應(yīng)大于現(xiàn)行國(guó)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(gòu)造方式4.5柱的抗震加固4.5.1柱的抗震加固應(yīng)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(qiáng)度設(shè)計(jì)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(yīng)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(jié)構(gòu)，應(yīng)由熟悉該技術(shù)施工工藝的專(zhuān)業(yè)施混凝土表面處理；刷底膠；修補(bǔ)膠并對(duì)混凝土表面不平整處進(jìn)行填補(bǔ)和找平處理；膠粘劑；碳纖維片材；7表面防護(hù)。施施工時(shí)應(yīng)考慮環(huán)境濕度對(duì)膠粘劑固化的不利影響。進(jìn)行混凝土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膠粘劑配制時(shí)，應(yīng)按產(chǎn)品使用說(shuō)明書(shū)中規(guī)定的配比稱(chēng)量并置于容器中，用拌用容器內(nèi)及攪拌器上不得有油污和雜質(zhì)。應(yīng)根據(jù)。5.2施工準(zhǔn)備.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，擬訂施工技術(shù)方案和施應(yīng)對(duì)所使用的碳纖維片材、配套膠粘劑、機(jī)具等做好施工前的準(zhǔn)備工作?！?8··19·5.3表面處理5.3.1應(yīng)清除被加固構(gòu)件表面的夾渣、疏松、蜂窩、麻面、起砂、腐蝕等混凝土平整。對(duì)較大的孔洞、凹陷、露筋等部位，在應(yīng)按設(shè)計(jì)要求對(duì)裂縫進(jìn)行灌注或封閉處理。5.3.3被粘貼的混凝土表面應(yīng)打磨平整，除去表層浮漿、油污等雜質(zhì)，直至完全應(yīng)進(jìn)行導(dǎo)角處理并打磨成圓弧狀，圓弧曲率半徑不應(yīng)小于20mm。4混凝土表面應(yīng)清理干凈并保持干燥。5.4涂刷底膠應(yīng)按膠粘劑生產(chǎn)廠家提供的工藝條件配制底膠。5.4.2應(yīng)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(shí)，立5.5找平處理應(yīng)按產(chǎn)品生產(chǎn)廠家提供的工藝條件配制修補(bǔ)膠。應(yīng)對(duì)混凝土表面凹陷部位用修補(bǔ)膠填補(bǔ)平整，不應(yīng)有棱角。5.5.3轉(zhuǎn)角處應(yīng)采用修補(bǔ)膠修成光滑的圓弧，其曲率半徑不應(yīng)小于20mm。宜在修補(bǔ)膠表面指觸干燥后，盡快進(jìn)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(jié)構(gòu)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(zhuān)用的滾筒順纖維方向多次·20·的結(jié)構(gòu)膠粘劑指觸干燥時(shí)立5應(yīng)在最后一層碳纖維布的表面均勻涂抹結(jié)構(gòu)膠粘劑。1應(yīng)按設(shè)計(jì)要求的尺寸裁剪碳纖維板，并按生產(chǎn)廠家提供的工藝條件配制結(jié)2應(yīng)將碳纖維板表面擦拭干凈至無(wú)粉塵。當(dāng)需粘貼兩層時(shí)，底層碳纖維板的3擦拭干凈的碳纖維板應(yīng)立即涂刷結(jié)構(gòu)膠粘劑，膠層中央應(yīng)呈拱起狀，平均厚度不應(yīng)小于2mm；4應(yīng)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(shí)無(wú)空洞。當(dāng)平行粘貼多條碳纖間的空隙不應(yīng)小于5mm；前5.7表面防護(hù)材料與碳纖5.8施工安全和注意事項(xiàng)5.8.1碳纖維片材為導(dǎo)電材料，施工碳纖維片材時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離電氣設(shè)備和電源，或采施工過(guò)程中應(yīng)避免碳纖維片材彎折。碳纖維片材配套膠粘劑的原料應(yīng)密封儲(chǔ)存，遠(yuǎn)離火源，避免陽(yáng)光直接照射。膠粘劑的配制和使用場(chǎng)所應(yīng)保持通風(fēng)良好?，F(xiàn)場(chǎng)施工人員應(yīng)采取相應(yīng)的勞動(dòng)保護(hù)措施?！?1·6檢驗(yàn)及驗(yàn)收6.0.1碳纖維片材和配套膠粘劑應(yīng)按工程用量一次進(jìn)場(chǎng)到位。進(jìn)場(chǎng)時(shí)，應(yīng)會(huì)同監(jiān)。6.0.2采用碳纖維片材和配套膠粘劑對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行本規(guī)對(duì)各工序進(jìn)行檢驗(yàn)及驗(yàn)收。如要求，應(yīng)立即采取補(bǔ)救措施或返工。不應(yīng)少于設(shè)計(jì)面積，位置偏差不應(yīng)大于10mm。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mm等量的碳纖維片材，搭接長(zhǎng)度.5驗(yàn)收時(shí)，應(yīng)按附錄B方法對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)抽樣檢驗(yàn)及評(píng)定?！?2·附錄A碳纖維片材配套膠粘劑與混凝土正拉粘結(jié)強(qiáng)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(shù)脂類(lèi)粘結(jié)材料單層或復(fù)合涂層與混凝A.2試驗(yàn)設(shè)備和試樣荷載相適應(yīng)。試驗(yàn)時(shí)所用的夾具應(yīng)能。試驗(yàn)所用機(jī)具應(yīng)采用鋼材加工而成(圖A.2.2)。試驗(yàn)所用混凝土試塊的尺寸為70mm×70mm×40m。預(yù)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(jié)(圖A.2.4)。應(yīng)的膠粘劑產(chǎn)品技術(shù)條件或膠粘劑施工工藝說(shuō)按試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案確定。·23·AAA.3試驗(yàn)條件A.3.1試驗(yàn)環(huán)境應(yīng)保持在：溫度23±2℃，相對(duì)濕度60%~70%。A.4試驗(yàn)步驟nA.5試驗(yàn)結(jié)果A ：1)內(nèi)聚破壞：應(yīng)分為基材混凝土內(nèi)聚破壞和受檢膠粘劑的內(nèi)聚破壞；后者可2)粘附破壞：應(yīng)分為膠層與基材之間的粘附破壞及膠層與纖維復(fù)合材或鋼標(biāo)3)混合破壞：粘合面出現(xiàn)兩種或兩種以上的破壞形式。常性判別，應(yīng)符合下列規(guī)定：1)當(dāng)破壞形式為基材混凝土內(nèi)聚破壞，或雖出現(xiàn)兩種或兩種以上的破壞形式，凝土內(nèi)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(dāng)破壞形式為粘附破壞、膠層內(nèi)聚破壞或基材混凝土內(nèi)聚破壞面積少于注：1鋼標(biāo)準(zhǔn)塊與檢驗(yàn)用高強(qiáng)、快固化膠粘劑(取樣膠粘劑)之間的粘附破壞，屬檢驗(yàn)·24··25· 驗(yàn)結(jié)果的正拉粘結(jié)強(qiáng)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(yīng)指標(biāo)，則可評(píng)該組試件正拉粘結(jié)強(qiáng)度檢驗(yàn)結(jié)果合 (2)當(dāng)一組內(nèi)僅有一個(gè)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(píng)定應(yīng)符合下列要求： (1)若批內(nèi)的每一組均為試驗(yàn)合格組，則應(yīng)評(píng)該批粘結(jié)材料的正拉粘結(jié)性能 (2)若批內(nèi)有一組或一組以上為不合格組，則應(yīng)評(píng)該批粘結(jié)材料的正拉粘結(jié) (3)若由不少于20組試件組成一個(gè)批，且僅有一組被評(píng)為試驗(yàn)不合格組， (1)膠粘劑的品種、型號(hào)、批號(hào)和來(lái)源； (2)取樣規(guī)則及數(shù)量； (3)制備試樣的工藝條件； (4)試樣的編號(hào)和數(shù)量； (5)試驗(yàn)時(shí)環(huán)境的溫度、濕度； (6)拉力試驗(yàn)機(jī)的型號(hào)、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(jié)強(qiáng)度測(cè)定值； (9)試驗(yàn)中出現(xiàn)的偏差和異?，F(xiàn)象； (10)試驗(yàn)日期、試驗(yàn)人員及審核人員。附錄B碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量B本方法適用于碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量的現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)及合格評(píng)B樣B.2.1粘結(jié)強(qiáng)度檢測(cè)儀3056的規(guī)定。粘結(jié)強(qiáng)度檢測(cè)儀應(yīng)每年檢定一次。若發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)隨時(shí)維修，并重B.2.2取樣規(guī)則現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)應(yīng)在已完成碳纖維片材粘貼并固化7d的結(jié)構(gòu)表面上進(jìn)行。其取樣應(yīng)1梁、柱類(lèi)構(gòu)件以同規(guī)格、同型號(hào)的構(gòu)件為一檢驗(yàn)批。每批構(gòu)件隨機(jī)抽取的受檢構(gòu)件應(yīng)按該批構(gòu)件總數(shù)的10%確定，但不得少于3根；以每根受檢構(gòu)件為一2板、墻類(lèi)構(gòu)件應(yīng)以同種類(lèi)、同規(guī)格的構(gòu)件為一檢驗(yàn)批，每批按實(shí)際粘貼的表面積(不論粘貼的層數(shù))均勻劃分為若干區(qū)，每區(qū)100m2(不足100m2，按100m2計(jì))，且每一樓層不得少于1區(qū)；以每區(qū)為一檢驗(yàn)組，每組3個(gè)檢驗(yàn)點(diǎn)。3現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)的布點(diǎn)應(yīng)在膠粘劑固化已達(dá)到可以進(jìn)入下一工序之日進(jìn)行。若因期，不得超過(guò)3d。4布點(diǎn)時(shí)，應(yīng)由獨(dú)立檢驗(yàn)單位的技術(shù)人員在每一檢驗(yàn)點(diǎn)處，粘貼鋼標(biāo)準(zhǔn)塊以mm貼在加固構(gòu)B.2.3現(xiàn)場(chǎng)試樣制備。·26··27·測(cè)部位的加固表面應(yīng)清除污漬并保持干燥。2切割預(yù)切縫：從加固表面向混凝土基體內(nèi)部切割預(yù)切縫，切入混凝土深度10~15mm，寬度約2mm。預(yù)切縫形狀為直徑50mm的圓形或邊長(zhǎng)40mm×40mm3粘貼鋼標(biāo)準(zhǔn)塊：采用高強(qiáng)、快固化的膠粘劑(取樣膠粘劑)粘貼鋼標(biāo)準(zhǔn)塊 圖B.2.3碳纖維片材粘結(jié)質(zhì)量現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)示意B.3.1按照粘結(jié)強(qiáng)度檢測(cè)儀生產(chǎn)廠提供的使用說(shuō)明書(shū)，連接鋼標(biāo)準(zhǔn)塊。n AA：1)內(nèi)聚破壞：應(yīng)分為基材混凝土內(nèi)聚破壞和受檢膠粘劑的內(nèi)聚破壞；后者可2)粘附破壞：應(yīng)分為膠層與基材之間的粘附破壞及膠層與纖維復(fù)合材或鋼標(biāo)3)混合破壞：粘合面出現(xiàn)兩種或兩種以上的破壞形式。常性判別，應(yīng)符合下列規(guī)定：但基材混凝土內(nèi)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(dāng)破壞形式為粘附破壞、膠層內(nèi)聚破壞或基材混凝土內(nèi)聚破壞面積少于注：同附錄A第A.5.2條的注。2)若組內(nèi)僅一個(gè)試樣達(dá)不到上述要求，允許以加倍試樣重新做一組檢驗(yàn)，如·28··29·施工質(zhì)量的合格評(píng)定，應(yīng)符合下列規(guī)定：1)當(dāng)批內(nèi)各組均為檢驗(yàn)合格組時(shí)，應(yīng)評(píng)定該檢驗(yàn)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(yàn)不合格組，則應(yīng)評(píng)定該檢驗(yàn)批構(gòu)件加固材料與3)若檢驗(yàn)批由不少于20組試樣組成，且檢驗(yàn)結(jié)果僅有一組因個(gè)別試樣粘結(jié) (1)建設(shè)單位、委托單位、施工單位和檢驗(yàn)單位的名稱(chēng)； (2)制備試樣的工藝條件； (3)工程名稱(chēng)、取樣部位、試樣的數(shù)量和編號(hào)； (4)試驗(yàn)時(shí)環(huán)境的溫度、濕度； (5)粘結(jié)強(qiáng)度檢測(cè)儀的型號(hào)、量程、加載速度； (6)試樣的破壞荷載值、破壞形式、粘結(jié)強(qiáng)度及評(píng)定結(jié)果； (7)檢驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的偏差和異?，F(xiàn)象； (8)檢驗(yàn)日期、試驗(yàn)人員及審核人員。·30·要求嚴(yán)格程度不同的用詞說(shuō)明在正常情況下均應(yīng)這樣做的：件許可時(shí)首先應(yīng)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(yīng)按……執(zhí)行”。非必須按所指定的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行時(shí)，寫(xiě)法為“可參照……執(zhí)·31·條文說(shuō)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(hù)材料 364設(shè)計(jì)規(guī)定 374.1一般規(guī)定 374.2構(gòu)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(zhǔn)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(yàn)及驗(yàn)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(jié)構(gòu)應(yīng)用外貼高性能復(fù)合材料加固結(jié)構(gòu)的新技加固混凝土結(jié)構(gòu)的理論和試驗(yàn)研究成果已較多，設(shè)計(jì)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(gòu)筑物混凝土結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì)、施工誤、施工錯(cuò)誤、荷載增加、使用功能改變等使結(jié)構(gòu)1.0.3在執(zhí)行本規(guī)程的同時(shí)，尚應(yīng)配合使用國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如《混凝土結(jié)構(gòu)1.0.4本規(guī)程規(guī)定結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期使用溫度不應(yīng)高于60℃，是按常溫固化結(jié)構(gòu)膠粘劑的耐高溫膠粘劑，且有可靠依據(jù)時(shí)，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(jìn)行混應(yīng)的國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，采取必要的防護(hù)措1.0.5碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)前，應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)檢測(cè)鑒定，并應(yīng)以我國(guó)已發(fā)布度，為碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)復(fù)合材料性質(zhì)及其加固方法的專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行設(shè)隊(duì)伍進(jìn)行施工，才能保證加固工程的安全和質(zhì)工的失誤，造成事故和經(jīng)濟(jì)損失，影響該項(xiàng)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(lèi)，特別指出膠粘劑應(yīng)市場(chǎng)前，應(yīng)委托獨(dú)立試驗(yàn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行證明該膠粘劑與配套碳纖維片材的粘結(jié)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(chǎn)品進(jìn)行列出單向碳因試驗(yàn)數(shù)據(jù)不足，且工程實(shí)3.2碳纖維片材本規(guī)程僅針對(duì)碳纖維布和碳纖維板兩種制品形式，統(tǒng)稱(chēng)為碳纖維片材。值，而不是碳纖維布的實(shí)測(cè)厚度，因?yàn)樘祭w板的截面面積指含膠板材的實(shí)測(cè)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(zhì)量、截面面積和計(jì)算厚度纖維單位面積質(zhì)量(g/m2)密度(g/m2)單位寬度的截面面積(mm2/m)計(jì)算厚度(mm)2001110.1112501391.8×10-30.1393001670.167等特點(diǎn)。目前，·34··35·高強(qiáng)度型碳纖維片材，其抗拉強(qiáng)度是普通鋼筋的的彈性模量。另外，碳纖維沒(méi)有類(lèi)似鋼筋的屈以高強(qiáng)度型碳纖維片材為對(duì)象。當(dāng)使用其它類(lèi)型(如高模量型)的碳纖維片材時(shí)，物的結(jié)構(gòu)加固時(shí)，建議對(duì)碳纖維片材伸長(zhǎng)率的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，施施工質(zhì)量越難以保證，故作出了嚴(yán)格的限制位面積質(zhì)量，是指現(xiàn)場(chǎng)復(fù)驗(yàn)時(shí)，按現(xiàn)行國(guó)家3.2.5碳纖維板過(guò)厚或過(guò)寬，施工質(zhì)量均較難保證，所以在設(shè)計(jì)和施工時(shí)，都應(yīng)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(shí)性能最好，故本規(guī)程對(duì)II級(jí)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(qiáng)混凝土表層，提高混凝土與修補(bǔ)膠及結(jié)構(gòu)膠粘劑界面的凝土的表面缺陷，并進(jìn)行找平修整，使加固表底膠及結(jié)構(gòu)膠粘劑具有可靠的粘結(jié)強(qiáng)度，故形觀質(zhì)量和平整度較好時(shí)，宜盡量減少修補(bǔ)膠的和碳纖維板等的主要粘結(jié)材料，其作用是使碳土之間充分粘結(jié)，以共同承受結(jié)構(gòu)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(guān)要求。因?yàn)槟z粘劑的性能與粘結(jié)的安全性能達(dá)不到要求，必然導(dǎo)致加固效果拉伸抗剪強(qiáng)度不僅最能反映結(jié)構(gòu)膠粘劑的粘結(jié)特性，標(biāo)。因此，必須對(duì)其進(jìn)行耐濕熱老化性能檢·36·。當(dāng)按GB50367規(guī)定的環(huán)境條件進(jìn)行90d老化試驗(yàn)時(shí)，其鋼對(duì)鋼拉伸抗剪強(qiáng)度3.4表面防護(hù)材料3.4.1表面防護(hù)的作用是保護(hù)加固結(jié)構(gòu)的碳纖維片材和膠粘劑免受外界不利環(huán)境表面防護(hù)材料的選擇，可按國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)材不能當(dāng)做防護(hù)材料使用。當(dāng)被加固混凝土結(jié)片材加固后還應(yīng)采取相應(yīng)的防護(hù)措施。必須保3.4.2本條強(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，結(jié)構(gòu)加固·37·4.1一般規(guī)定4.1.1碳纖維片材不能設(shè)計(jì)為承受壓力，但在反復(fù)荷載下碳纖維片材在經(jīng)受一定材料粘貼于構(gòu)件表面，在構(gòu)件受力過(guò)程中施保證不發(fā)生因粘貼面過(guò)早剝離而導(dǎo)致加固效梁的受彎加固、受剪加固和柱的抗應(yīng)的計(jì)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(gòu)件正截面承載力而提高受彎構(gòu)件斜截面承載力而進(jìn)行的加固；抗震加固而進(jìn)行的加固。在受彎加固時(shí)，應(yīng)使碳纖維片材的纖力方向一致；在受剪加固時(shí)，原應(yīng)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(gòu)應(yīng)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(gòu)件軸向粘貼，對(duì)受拉構(gòu)件進(jìn)對(duì)軸心受壓構(gòu)件加固。至于受彎加固，雖可采用對(duì)碳，以提高其加固效果，但由于相應(yīng)的計(jì)算方法和施工4.1.3本規(guī)程對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件加固所采用的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)計(jì)算方法，與現(xiàn)有關(guān)參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)算。同時(shí)，在驗(yàn)算中混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)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(shí)，碳纖維片材的抗拉強(qiáng)以達(dá)到極限狀態(tài)時(shí)碳纖維片材所達(dá)到的應(yīng)變值來(lái)確維片材在最終拉斷時(shí)表現(xiàn)出明顯的脆性，因此即使到其極限抗拉強(qiáng)度，也應(yīng)選擇小于其極限拉應(yīng)變的4.1.4本規(guī)程規(guī)定的碳纖維片材抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的確定方法，是以現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)4.1.5一般情況下，對(duì)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的加固是局部的。加固后結(jié)構(gòu)體系可能有所改以保證不發(fā)生危險(xiǎn)的脆性破壞。例如，在受彎始彎矩小于受彎承載力的20%時(shí)，。4.1.7在實(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)家標(biāo)準(zhǔn)要求的最低則與碳纖維片材的粘結(jié)強(qiáng)度將會(huì)很低，易能充分發(fā)揮作用。因此本條以現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)4.1.8碳纖維片材很容易受人為破壞和火災(zāi)燒毀，并因此而導(dǎo)致建筑物意外坍塌。固混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)指南，或是要求對(duì)原結(jié)構(gòu)、構(gòu)要求原結(jié)構(gòu)、構(gòu)件，必須能承擔(dān)其恒荷載的標(biāo)準(zhǔn)值4.2構(gòu)造要求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)，可緩解應(yīng)力集·38··39·缺少試驗(yàn)資料，本規(guī)程未作4.2.2試驗(yàn)研究表明，當(dāng)單位面積碳纖維質(zhì)量不超過(guò)300g/m2，碳纖維布沿受力方100mm時(shí)，破壞不會(huì)發(fā)生在搭接部位。但有資料表明，倘若裂或破壞仍然會(huì)發(fā)生在搭接處，因此，應(yīng)采取粘貼在碳纖維片材外表面，再用錨置方式應(yīng)根據(jù)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(jìn)行受彎加破壞，所采用的允許拉應(yīng)變[εcf]一般為設(shè)計(jì)極限拉應(yīng)變?chǔ)與fu的2/3；同時(shí)根據(jù)《混件的破壞形態(tài)主要有以下幾種：允許拉應(yīng)變[εcf]；4在達(dá)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(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算；也可按第二種破壞形態(tài)進(jìn)控制加固量上限來(lái)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(shí)碳纖維片材中的應(yīng)力狀態(tài)很復(fù)。設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)通過(guò)構(gòu)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(gòu)造規(guī)定必須得到遵守，因?yàn)樗菍?shí)現(xiàn)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(jì)算公式。公式(4.3.2–1)從對(duì)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(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)變且碳狀態(tài)時(shí)的受壓區(qū)合力作用點(diǎn)取矩，并取碳纖維片材的應(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