碳纤维布施工工艺方法和要求

一、应根据施工现场和被加固构件混凝土实际状况，拟定施工方案和施工计划。对所使用的碳纤维片材、配套树脂、机具等做好施工前准备工作。 （一）表面处理：

1、 应清除被加固构件表面的剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化混凝

土，露出混凝土结构层，并用修复材料将表面修复平整。 2、 应按设计要求对裂缝进行灌缝或封闭处理。

3、 被粘贴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。转角粘贴处要进行导角处理并打磨成圆弧状，圆弧半径不应小于20㎜。 4、 混凝土表面应清理干净并保持干燥。 （二）涂刷底层树脂：

1、 按产品供应商提供的材料配比进行配制；甲、乙两组胶按配比

装入容器桶内，采用电锤及扩大头钻头，转速在600转/分，搅拌时间约8分钟；使胶无色差。搅拌均匀后方可使用。 2、 应用滚筒刷将底层树脂均匀涂抹于混凝土表面。应在树脂表面

指触干燥后立即进行下一步工序施工。 （三）找平处理：

1、 应按产品供应商提供的工艺规定配制找平材料。

2、 应对混凝土表面凹陷部位用找平材料填补平整，且不应有楞角。 3、 转角处应用找平材料修复为光滑的圆弧，半径应不小于20㎜。

4、 应在找平材料表面指触干燥后立即进行下一步工序施工。 （四）粘贴碳纤维片材：

1、粘贴碳纤维布应符合下列要求： （1） 按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布；

（2） 应按产品供应商提供的工艺规定配制浸渍树脂并均匀涂抹于所

要粘贴的部位；

（3） 用专用的滚筒顺纤维方向多次滚压，挤除气泡，使浸渍树脂充

分浸透碳纤维布。滚压时不得操作碳纤维布；

（4） 多层粘贴重复上述步骤，应在纤维表面浸渍树脂指触干燥后立

即进行下一层的粘贴；

（5） 在最后一层碳纤维布的表面均匀涂抹浸渍树脂。 2、应按下列步骤粘贴碳纤维板：

（1） 应按设计要求的尺寸裁剪碳纤维板，按产品供应商提供的工艺

规定配制粘结树脂；

（2） 将碳纤维板表面擦拭干净至无粉尘。如需粘贴两层时，对底层

碳纤维板两面均应擦拭干净；

（3） 擦拭干净的碳纤维板应立即涂刷粘结树脂，胶层应呈突起状，

平均厚度不小于2㎜；

（4） 将涂有粘结树脂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，使树脂从两边溢出，保证密实无空洞。当平行粘贴多条碳纤维板时，两板之间空隙应不小于5㎜；

（5） 需粘贴两层碳纤维板时，应连续粘贴。如不能立即粘贴，再开

始粘贴前应对底层碳纤维板重新做好清洁工作。 （五）表面防护：

当需要做表面防护时，并保证防护材料与碳纤维布片材之间有可靠的粘结，一般采用喷、粘砂。 （六）施工安全及注意事项：

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及

电源，或采取可靠的防护措施。 2、 施工过程中应避免碳纤维片材的弯折。

3、 碳纤维片材配套树脂的原料应密封储存，远离火源，避免阳光

直接照射。

4、 树脂的配制和使用场所，应保持通风良好。 5、 现场施工人员应采取相应的劳动保护措施。 （七）检验与验收：

1、 在开始施工之前，应确认碳纤维片材扩配套树脂类粘结材料的

产品合格证、产品质量出厂检验报告，各项性能指标应符合以下规定的要求。 （1）材料种类及一般要求：

①本条指出粘贴碳纤维片材加固方法所采用的材料种类，特别指出粘结材料应为与碳纤维片材相配套的产品；原则上应有试验资料证明粘结材料与配套碳纤维片材的粘结效果，这是为了避免因粘结材料与碳纤维片材不配套而造成加固效果降低或加固失效。

②本条为加固修复用材料的一般要求，碳纤维片材和配套粘结材料各自产品的性能必须符合本条的规定才能作为混凝土结构加固修复用材料。使用不符合本条规定的产品进行结构加固修复会导致加固失效甚至造成严重事故。

③由于目前在加固工程中大量使用的是单向碳纤维片材，故本规程列出了对单向碳纤维片材的性能指标要求，因为对各种加固修复用碳纤维片材的基本性能要求是一致的，对于双向或多向碳纤维片材的性能指标要求并未列出，可以参照单向碳纤维片材的指标执行，本规程中不再一一列举。 （2）碳纤维片材：

①本规程仅针对碳纤维布和碳纤维板两种制品形式，统称为碳纤维片材。

碳纤维布的计算厚度为理论计算值，而不是碳纤维布的实测厚度，因为碳纤维布质地柔软，实测厚度离散性很大；碳纤维板的截面积指含树脂板材的实测截面面积。碳纤维板产品应该说明纤维的体积含量。常用碳纤维布的单位面积碳纤维质量、截面面积及计算厚度见下表： 常用碳纤维布的单位面积质量、截面积及计算厚度 纤维单位面积质量密w(g/m2) 200 300 450 (g/mm3) 1.8×10-3 度单位宽度的截厚度tcf (mm) 面积(mm2/m) 111 167 250 0.111 0.167 0.250 600 333 0.333 ②碳纤维材料具有高强度、高弹性模量、重量轻及耐腐蚀性好等特点。目前在混凝土结构加固中，一般情况下使用高强度型碳纤维片材，其抗拉强度是普通钢筋的10倍左右，弹性模量略高于普通钢筋的弹性模量。另外，碳纤维没有类似钢筋的屈服点，在达到极限抗拉强度之前应力应变关系为线弹性，其应力应变关系见下图。本规程的规定均以高强度型碳纤维片材为对象，当使用其它类型的碳纤维片材时，应有可靠依据。

0 碳纤维片材应力—应变关系

③试验研究和工程经验证明，单层碳纤维布的单位面积碳纤维质量越大，施工时浸渍树脂越不容易完全浸透，施工质量越难以保证。本规程所说碳纤维质量是指碳纤维的净质量，不包括固定碳纤维所用的纬线和预浸所用的树脂质量在内。

ε σ ④碳纤维板过厚或过宽，施工质量均较难以保证，所以在设计和施工时，都应尽量使用宽度较小的碳纤维板。材料研究表明碳纤维板中碳纤维体积含量在60%～70%时性能最好，故本规程建议碳纤维板中纤维体积含量不宜低于60%。 （3）配套树脂类粘结材料：

①采用碳纤维片材对混凝土结构进行加固修复时，应采用配套底层树脂、找平材料、浸渍树脂或粘结树结。

②配套树脂类粘结材料的主要性能指标应满足表一、表二和表三的要求。

底层树脂性能指标 表一 性能 正拉粘结强度 性能指标要求 试验方法 ≥2.5MPa且不小于被附录A 加固混凝土抗拉强度标准值ftk

找平材料性能指标 表二 性能 正拉粘结强度 性能指标要求 试验方法 ≥2.5MPa且不小于被附录A 加固混凝土抗拉强度标准值ftk

浸渍树脂和粘结树脂性能指标 表三 性能 拉伸剪切强度 拉伸强度 压缩强度 弯曲强度 正拉粘结强度 性能指标要求 ≥10MPa ≥30MPa ≥70MPa ≥40MPa 试验方法 GB 7124-86 GB/T 2568-1995 GB/T 2569-1995 GB/T 2570-1995 ≥2.5MPa且不小于被附录A 加固混凝土抗拉强度标准值ftk 弹性模量 伸长率

≥1500MPa ≥1.5% GB/T 2568-1995 GB/T 2568-1995 ③配套树脂类粘结材料应按附录A进行粘结性能实验，要求正拉粘结强度不小于2.5MPa，且不小于被加固混凝土抗拉强度标准值ftk。配套树脂类粘结材料应参照GB/T 14522-93《机械工业产品用塑料、涂料、橡胶材料人工气候加速试验方法》规定的环境条件进行耐久性检验，经2000h的加速老化后，按附录A进行正拉粘结强度试验，要求粘结强度不明显降低。

2、 采用碳纤维片材及配套树脂类粘结材料对混凝土结构进行加固

修复时，应严格按本规程第5章有关条款进行各工序隐蔽工程检验与验收。如施工质量不能满足本规程第5章有关条款要求时，应立即采取补救措施或返工。

3、 碳纤维片材实际粘贴面积应不少于设计量，位置偏差应不大于

10㎜。

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来检查，总有效粘结面积不应低于95%。当碳纤维布的空鼓面积小于10000mm2时，可采用针管注胶的方式进行补救。空鼓面积大于10000mm2时，宜将空鼓处的碳纤维片材切除，重新搭接贴上等量的碳纤维片材，搭接长度应不小于100 mm。

5、 必要时应按附录B方法对施工质量进行现场检验。

6、 必要时可对碳纤维片材和配套树脂类粘结材料进行现场取样

检验。