【正文】 ： 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；后者可見于使用低性能、低質(zhì)量膠粘劑的工程。 3）混合破壞：粘合面出現(xiàn)兩種或兩種以上的破壞形式。 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85%的混合破壞，均應(yīng)判為不正常破壞。 試驗(yàn)結(jié)果的表示： 每組取 3 個(gè)被測(cè)試樣，以算術(shù)平均值作為該組正拉粘結(jié)強(qiáng)度的試驗(yàn)結(jié)果。 碳纖維片材粘貼施工質(zhì)量的合格評(píng)定： 1 組檢驗(yàn)結(jié)果的合格評(píng)定，應(yīng)符合下列規(guī)定： 1） 當(dāng)組內(nèi)每一試樣的正拉粘結(jié)強(qiáng)度均達(dá)到 max{， ftk}的要求，且其破壞形式正常時(shí)，應(yīng)評(píng)定該組為檢驗(yàn)合格組； 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)，如檢驗(yàn)結(jié)果全數(shù)達(dá)到要求，仍要評(píng)定該組為檢驗(yàn)合格組； 3）若重做試驗(yàn)中，仍有一個(gè)試樣達(dá)不到要求，則應(yīng)評(píng)定該組為檢驗(yàn)不合格組。 29 注： ftk 為原構(gòu)件混凝土實(shí)測(cè)的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。 本規(guī)程用詞說明 一、為便于在執(zhí)行本規(guī)程條文時(shí)區(qū)別對(duì)待，對(duì)要求嚴(yán)格程度不同的用詞說明如下： 1 表示很嚴(yán)格，非這樣做不可的： 正面詞采用“必須”； 反面詞采用“嚴(yán)禁”。 3 表示允許稍有選擇，在條件許可時(shí)首先應(yīng)這樣做的： 正面詞采用“宜”； 反面詞采用“不宜”。 二、條文中指定應(yīng)按其他有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定執(zhí)行時(shí)，寫法為：“應(yīng)符合??的規(guī)定”或“應(yīng)按??執(zhí)行”。 中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn) 碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu) 技術(shù)規(guī)程 CECS 146 ： 2020 條 文 說 明 目 次 1 總則????????????????????????????? 33 3 材料????????????????????????????? 34 一般要求????????????????????????? 34 碳纖維片材???????????????????????? 34 配套膠粘劑???????????????????????? 35 表面防護(hù)材料??????????????????????? 36 4 設(shè)計(jì)規(guī)定??????????????????????????? 37 一般規(guī)定????????????????????????? 37 構(gòu)造要求????????????????????????? 38 受彎加固????????????????????????? 39 受剪加固????????????????????????? 41 柱的抗震加固??????????????????????? 42 5 施工規(guī)定?????????????? ????????????? 43 一般規(guī)定????????????????????????? 43 施工準(zhǔn)備????????????????????????? 43 表面處理????????????????????????? 43 涂刷底膠????????????????????????? 43 找平處理????????????????????????? 43 粘貼碳纖維片材?????????????????????? 44 6 檢驗(yàn)及驗(yàn)收?????????????????????????? 45 1 總 則 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)必須遵循的原則。目前國內(nèi)對(duì)碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)的理論和試驗(yàn)研究成果已較多，設(shè)計(jì)與施工水平正在逐步提高，加固工程量也迅速增加。 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)、施工及驗(yàn)收。 在執(zhí)行本規(guī)程的同時(shí)，尚應(yīng)配合使用國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB 50010 等。當(dāng)采用與碳纖維片材相配套的耐高溫膠粘劑，且有可靠依據(jù)時(shí)，可不受此規(guī)定限制。這些措施包括結(jié)構(gòu)加固完成后應(yīng)進(jìn)行的防護(hù)處理。 由于采用碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)是一項(xiàng)新技術(shù)，具有不同于其它加固方法的特殊性 ，故應(yīng)由熟悉碳纖維復(fù)合材料性質(zhì)及其加固方法的專業(yè)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)，并應(yīng)由熟悉該技術(shù)作業(yè)的施工隊(duì)伍進(jìn)行施工，才能保證加固工程的安全和質(zhì)量。 3 材 料 一般要求 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(yīng)是與碳纖維片材相適配的產(chǎn)品。其試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)能證明該膠粘劑與配套碳纖維片材的粘結(jié)效果，以避免因膠粘劑與碳纖維片材不配套而造成加固效 果降低或加固失效。碳纖維片材和配套膠粘劑的性能必須符合本條的規(guī)定，才能作為混凝土結(jié)構(gòu)加固用材料。 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)程僅列出單向碳纖維片材的性能指標(biāo)。 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)稱為碳纖維片材。碳纖維板的截面面積指含膠板材的實(shí)測(cè)截面面積。常用碳纖維布的單位面積碳纖維質(zhì)量、截面面積和計(jì)算厚度見表 1。目前， 在混凝土結(jié)構(gòu)加固中一般使用高強(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。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)用于重要的建筑物的結(jié)構(gòu)加固時(shí)，建議對(duì)碳纖維片材伸長率的要求予以適當(dāng)提高。至于本規(guī)程所說的碳纖維單位面積質(zhì)量，是指現(xiàn)場復(fù)驗(yàn)時(shí)，按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 進(jìn)行檢測(cè)所確定的單位面積質(zhì)量。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%，且不應(yīng)低于 55%的規(guī)定。修補(bǔ)膠的作用是填充混凝土的表面缺陷，并進(jìn)行找平修整，使加固表面平整度符合要求。當(dāng)混凝土表觀質(zhì)量和平整度較好時(shí)，宜盡量減少修補(bǔ)膠的用量。本條強(qiáng)調(diào)必須使用與碳纖維片材相配套的膠粘劑。因?yàn)槟z粘 劑的性能與粘結(jié)質(zhì)量和加固效果密切相關(guān)。 膠粘劑與碳鋼粘結(jié)的拉伸抗剪強(qiáng)度不僅最能反映結(jié)構(gòu)膠粘劑的粘結(jié)特性，而且還是設(shè)計(jì)計(jì)算不可或缺的性能指標(biāo)。 36當(dāng)按 GB 50367 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)度降低率不超過本規(guī)程規(guī)定值時(shí)，可認(rèn)為其耐老化性能符合安全使用的要求。表面防護(hù)材料的選擇，可按國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定執(zhí)行。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后還應(yīng)采取相應(yīng)的防護(hù)措施。 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)行防護(hù)處理，以保證加固后建筑物能夠達(dá)到防火規(guī)范規(guī)定的防火等級(jí)。 4 設(shè)計(jì) 規(guī)定 一般規(guī)定 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)受一定的壓力作用后，仍可承受拉力。應(yīng)采取措施保證不發(fā)生因粘貼面過早剝離而導(dǎo)致加固效果顯著降低。 到目前為止，碳纖維片材對(duì)鋼筋混凝土梁的受彎加固、受剪加固和柱的抗震加固研究和應(yīng)用最多，相應(yīng)的計(jì)算理論也較成熟，故本規(guī)程納入了這三種加固方法的設(shè)計(jì)計(jì)算方法和構(gòu)造規(guī)定。在受彎加固時(shí)，應(yīng)使碳纖維片材的纖維方向與構(gòu)件受拉區(qū)的拉應(yīng)力方向一致；在受剪加固時(shí)，原應(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；抗震加固時(shí)，應(yīng)使碳纖維布以環(huán)向圍束方式纏繞在柱上，以較好地提高抗震性能。至于受彎加 固，雖可采用對(duì)碳纖維片材施加預(yù)應(yīng)力的方法，以提高其加固效果，但由于相應(yīng)的計(jì)算方法和施工方法的研究尚不成熟，故暫未列入本規(guī)程。同時(shí)，在驗(yàn)算中還應(yīng)考慮二次受力問題。 38采用這種加固方法，構(gòu)件達(dá)到承載能力極限狀態(tài)時(shí)，碳纖維片材的抗拉強(qiáng)度往往不能完全發(fā)揮，此時(shí)應(yīng)以達(dá)到極限狀態(tài)時(shí)碳纖維片材所達(dá)到的應(yīng)變值來確定其承載力。 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)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB 4885 為依據(jù)制定的。因此，必 須得到嚴(yán)格的執(zhí)行。 一般情況下，對(duì)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的加固是局部的。例如，在受彎加固后應(yīng)避免剪切破壞先于受彎破壞發(fā)生等。 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)行國家標(biāo)準(zhǔn)要求的最低強(qiáng)度等級(jí)。因此本條以現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB 50010 對(duì)混凝土強(qiáng)度和耐久性的要求為依據(jù)，規(guī)定了被加固結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度的最低等級(jí)。為此，國外有關(guān)碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)指南，或是要求對(duì)原結(jié)構(gòu)、構(gòu)件提供附加的安全保護(hù)，或是要求原結(jié)構(gòu)、構(gòu)件，必須能承擔(dān)其恒荷載的標(biāo)準(zhǔn)值及少量的使用荷載。 構(gòu)造要求 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。 39對(duì)彈性模量較高的碳纖維片材，若要使其強(qiáng)度不受影響，則轉(zhuǎn)角處的曲率半徑應(yīng)該更大，但因缺少試驗(yàn)資料，本規(guī)程未作明確規(guī)定。但有資料表明，倘若粘貼施工質(zhì)量不 良，碳纖維布的斷裂或破壞仍然會(huì)發(fā)生在搭接處，因此，應(yīng)采取措施保證粘貼施工質(zhì)量，才能使本條的構(gòu)造措施發(fā)揮其應(yīng)有的作用。鋼板壓條厚度不應(yīng)小于 3mm；錨栓規(guī)格應(yīng)按計(jì)算確定，但不應(yīng)小于 M8。 受彎加固 國內(nèi)外的試驗(yàn)研究表明，在受彎構(gòu)件的受拉面粘貼碳纖維片材進(jìn)行受彎加固時(shí)，截 面應(yīng)變分布仍可采用平截面假定。 碳纖維片材從開始承受荷載至拉斷，均表現(xiàn)為線彈性。 對(duì)受彎加固，宜按第一種破壞形態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算；也可按第二種破壞形態(tài)進(jìn)行 設(shè)計(jì)計(jì)算。 本規(guī)程第 條第 1 款規(guī)定的受壓區(qū)高度 x 不大于 bh0，即可控制不發(fā)生第 3種破壞形態(tài)。此時(shí)碳纖維片材中的應(yīng)力狀態(tài)很復(fù)雜，極易引起剝離，必須避免。本規(guī)程第 條和第 條的構(gòu)造規(guī)定必須得到遵守，因?yàn)樗菍?shí)現(xiàn)本條基本假定和要求的保證。公式（ – 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（ – 2）為力平衡方程，公式（ – 3）是按平截面假定得到。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)變且碳纖維片材同時(shí)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，并取碳纖維片材的應(yīng)變?yōu)樵试S拉應(yīng)變，即得公式（ – 4）。但應(yīng)指出，由于碳纖維為線彈性材料，當(dāng)按第二種 破壞狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，應(yīng)要求所采用的碳纖維片材具有較大的伸長率，以提高被加固結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全可靠性。 根據(jù)鋼筋混凝土受彎構(gòu)件在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，按平截面假定可確定加固前在初始彎矩作用下的混凝土拉應(yīng)變 i? 。 限制受壓區(qū)高度 x 不大于 bh0，是為了避免因加固量過大而導(dǎo)致超筋性質(zhì)的脆性破壞。 在梁側(cè)面受拉區(qū)粘貼碳纖維片材進(jìn)行受彎加固時(shí)，仍可采用平截面假定來 確定碳纖維片材的應(yīng) 變分布。 考慮到受彎加固可能引起構(gòu)件受力狀態(tài)改變從而引發(fā)破壞形態(tài)轉(zhuǎn)化所導(dǎo)致的安全問題，故本條作出了進(jìn)行受彎加固設(shè)計(jì)時(shí)尚應(yīng)驗(yàn)算構(gòu)件的受剪承載力的規(guī)定。其中已經(jīng)考慮了施工現(xiàn)場和實(shí)驗(yàn)室的施工質(zhì)量差別、粘結(jié)界面上拉應(yīng)力和剪應(yīng)力共同作用等因素的 影響。在這種情況下，又建議設(shè)計(jì)時(shí)將碳纖維片材延伸至支座邊緣，更是增加了不少安全儲(chǔ)備。盡管如此，但從新技術(shù)推廣應(yīng)用的角度來考量，這一偏于保守的處理卻是必要的。 在對(duì)負(fù)彎矩區(qū)進(jìn)行加固時(shí)，由于靠近梁肋處粘 貼的碳纖維片材可以較充分地發(fā)揮作用，而遠(yuǎn)離梁肋的碳纖維片材作用較小，故限制了碳纖維片材的粘貼范圍。本條的規(guī)定僅適用于柱中部正截面承載力的加固。 受剪加固 、 碳纖維片材的受剪承載力是根據(jù)加固后構(gòu)件達(dá)到最大受剪承載力時(shí)碳纖維片材的應(yīng)變發(fā)揮程度確定的。對(duì)鋼筋混凝土 柱，受剪加固應(yīng)采取環(huán)向圍束式（封閉式）粘貼，此時(shí)，取 φ ＝ 1；如不能封閉粘貼，不宜采用碳纖維片材加固。當(dāng)采用斜向粘貼時(shí)，應(yīng)對(duì)受剪計(jì)算公式作相應(yīng)改變。當(dāng)采用 U 形箍粘貼時(shí)，宜按本條第 4 款的要求設(shè)置水平壓條，以增加粘貼面積 ，提高抗剝離能力。 柱的抗震加固 公式（ ）中的總折算體積配箍率，是根據(jù)我國試驗(yàn)結(jié)果分析給出的。 柱的抗震加固必須采用環(huán)向圍束式粘貼并應(yīng)有可靠的連接。 5 施工規(guī)定 一般規(guī)定 施工現(xiàn)場的環(huán)境溫度必須符合粘結(jié)材料的使用溫度以保證粘貼質(zhì)量，如果不能滿足，必須采取措施使其滿足要求后再進(jìn)行粘貼。若采用高潮濕面專用膠粘劑，可不受此限制。施工時(shí)應(yīng)根據(jù)施工進(jìn)度和環(huán)境溫度控制每次的拌和量，以保證在粘結(jié)材料規(guī)定的使用時(shí)間內(nèi)有效地使用拌和好的粘結(jié)材料。修復(fù)材料宜采用水性環(huán)氧類聚合物砂漿，以保證其與原混凝土粘結(jié)良好。底膠的指觸干燥是指底膠剛達(dá)到凝膠的狀態(tài)，即在施工現(xiàn)場以手指觸摸膠層表面有凝膠的感覺，但卻不會(huì)粘附手指的狀態(tài)。 粘貼碳纖維片材 試驗(yàn)研究和工程經(jīng)驗(yàn)表明，只有結(jié)構(gòu)膠粘劑充分浸透在碳纖維布中才能保證其粘貼質(zhì)量，否則有很不利的影響。 6 檢驗(yàn)及驗(yàn)收 施工前應(yīng)對(duì)材料安全性能進(jìn)行檢驗(yàn)，以保證工程質(zhì)量。前一工序檢查合格后方可進(jìn)入下一道工序的施工，以避免覆蓋后難以檢驗(yàn)施工質(zhì)量的問題發(fā)生。 對(duì)結(jié)構(gòu)加固工程，除了檢查碳纖維片材粘貼的空鼓率外，還應(yīng)按附錄 B 的規(guī)定，檢驗(yàn)碳纖維片材與混凝土基材的正拉粘結(jié)強(qiáng)度，才能對(duì)粘貼質(zhì)量做出更可靠