外粘碳纤维复合材工程

涉及到上海悍马的材料有：WS环氧胶泥、WS改性环氧树脂碳布胶、ws碳纤维布

10.1 一般规定

10.1.1 本章适用于外粘增强纤维织物或其预成型板工程的施工过程控制和施工质量检验。
10.1.2 外粘纤维织物或板材加固混凝土承重结构时，其施工程序应按施工设计规定的工序（图10.1.2）进行。

图10.1.2 施工程序框图
10.1.3 粘贴纤维材料的施工环境，应符合下列要求：
　　　 1 施工环境温度应符合结构胶粘剂产品使用说明书的规定。若未作规定，应按不低于15℃进行控制。
　　　 2 作业场地应无粉尘，且不受日晒、雨淋和化学介质污染。
10.1.4 防护面层的构造和施工应符合设计规定。对各种不同面层的施工过程控制和施工质量验收，应符合国家现行有关标准的规定。

条文说明
10.1 一般规定
10.1.1 粘贴纤维复合材增强混凝土结构构件的承载力，是一项新兴的结构加固技术。近年来在各种结构加固工程上得到广泛的推广应用。其工程量的增长尽管很快，但良莠不齐的现象也日益令人担忧。为了确保工程使用的安全，有必要对其施工过程予以控制；对其施工质量检验予以规范化。为此设置本章，但其内容仅涵盖房屋和一般构筑物的粘贴纤维复合材的加固工程。
10.1.2 本条规定了粘贴纤维复合材工程的一般施工程序，可供现场进行施工zu织设计和制订施工技术方案使用。在执行本条时，应注意的是纤维复合材的用胶，在国内外均分为两类：一类需要涂刷底胶；另一类则免除底涂。两者所用的胶粘剂品种不同，其施工程序也不同，必须予以区别对待。但前段时间在福建等多个省份发现：有些信誉欠佳的施工单位，明知其所用的是配有底胶的浸润―粘结胶粘剂，但却为了多赚取工料费，不仅肆意偷工减料，而且还曲解规范，竟称规范允许不刷底胶，以混淆视听，致使不少结构加固工程留下了安全隐患。因此，应提请监理单位予以严密注意，一经发现这种偷工减料行为，便应将该工程直接判为质量不合格工程。
10.1.3 zui近有不少结构胶粘剂的产品使用说明书中，都标注了该胶可在不低于5℃的环境中进行粘贴施工。这也就意味着该胶已经过改性，否则是不可能做到的。因为几乎所有的试验均表明：未经改性或改性不当的合成胶粘剂，若在低于15℃的环境中进行粘贴施工，不仅其固化速度缓慢，而且将由于固化不良而导致粘结强度急剧下降。因此，若所用的胶粘剂，其使用说明书为复印件，或是其使用说明书无明确标注，则均应视为未作低温固化改性的胶粘剂，而要求其施工作业应在不低于15℃的环境中进行。
10.1.4 防护面层对采用纤维复合材的结构加固工程十分重要，因为它在防止人为破坏、火灾以及紫外线照射等方面都能起到很可靠的防护作用。因此，施工和监理单位必须给予高度的重视，以确保防护面层的施工质量。同时，由于可用作防护面层的材料与构造很多，因此其施工过程控制和施工质量验收，应符合国家现行有关标准的规定。
10.2 界面处理

（Ⅰ）主控项目
10.2.1 经修整露出骨料新面的混凝土加固粘贴部位，应进一步按设计要求修复平整，并采用结构修补胶对较大孔洞、凹面、露筋等缺陷进行修补、复原；对有段差、内转角的部位应抹成平滑的曲面；对构件截面的棱角，应打磨成圆弧半径不小于25mm的圆角。在完成以上加工后，应将混凝土表面清理干净，并保持干燥。
　　　 检查数量：全数检查。
　　　 检验方法：观察、触摸，并辅以圆弧样板（靠尺）检查。
10.2.2 粘贴纤维材料部位的混凝土，其表层含水率不宜大于4％，且不应大于6％。对含水率超限的混凝土应进行人工干燥处理，或改用高潮湿面专用的结构胶粘贴。
　　　 检查数量：每根梁、柱构件不少于1处；每100m2板、墙不少于3处；不足100m2的工程，也应检查3处。
　　　 检验方法：用含水率测定仪检测。
10.2.3 当粘贴纤维材料采用的粘结材料是配有底胶的结构胶粘剂时，应按底胶使用说明书的要求进行涂刷和养护，不得擅自免去涂刷底胶的工序。若粘贴纤维材料采用的粘结材料是免底涂胶粘剂，应检查其产品名称、型号及产品使用说明书，并经监理单位确认后，方允许免涂底胶。
　　　 检查数量：全数检查。
　　　 检验方法：监督涂刷底胶并检查底胶进场复验报告及施工记录。
10.2.4 底胶应按产品使用说明书提供的工艺条件配制，但拌匀后应立即抽样检测底胶的初黏度。其检测结果应符合本规范表4.4.6的要求，且不得以添加溶剂或稀释剂的方法来改变其黏度，一经发现应予弃用，已涂刷部位应予返工。底胶指干时，其表面若有凸起处，应用细砂纸磨光，并应重刷一遍。底胶涂刷完毕应静置固化至指干时，才能继续施工。
　　　 检查数量：全数检查。
　　　 检验方法：监理人员旁站监督其配制并检查初黏度检测报告；若怀疑掺有溶剂或稀释剂，应取样送检。
（Ⅱ） 一般项目
10.2.5 若在底胶指干时，未能及时粘贴纤维材料，则应等待12h后粘贴，且应在粘贴前用细软羊毛刷或洁净棉纱团沾工业丙酮擦拭一遍，以清除不洁残留物和新落的灰尘。
　　　 检查数量：全数检查。
　　　 检验方法：观察并检查施工记录。

条文说明
10.2 界面处理
10.2.1 原结构构件及其加固部位除应按本规范第3.0.4条及第3.0.5条的规定进行清理和修整外，尚应对其粘贴纤维复合材的部位进行必要的局部找平或修补，才能进行打磨和糙化处理。因为试验表明：有凹面的部位在粘贴纤维复合材后易产生拉应力，从而留下剥离的隐患；而有段差或内转角的部位更需抹成平滑的曲面，才能避免纤维发生弯折，影响其受力性能。
　　　 另外，从现行国家标准《混凝土结构加固设计规范》GB 50367-2006第9.9.9条的规定可知，圆化半径r的取值，与材料和构件的种类有关，但若设计未作规定，则应从稳健的考虑出发，一律取r≥25mm。试验和计算表明，r越大，对构件受力越有利。只是由于保护层厚度的限制，无法取用更大的r值。
10.2.2 混凝土表层含水率超过4％时，其胶粘效果将显著下降。因此，需要进行人工干燥处理。粘贴面积较大时，可考虑用红外线灯照射，或热风吹干。其实采用高潮湿面用的结构胶，其价格也不贵，只是需要提前订货而已。
10.2.4 参阅本规范第10.1.2条的条文说明。
10.2.5 使用工业丙酮擦拭混凝土表面有两个目的：一是进一步清除粘附在加固粘合面上的不洁残留物和新落的灰尘，更好地保证胶粘质量；二是通过擦拭工业丙酮，可以复查前道工序有无疏漏或欠缺之处，以便及时弥补，免得造成返工。因此，也是前道工序质量合格的保障措施。
10.3 纤维材料粘贴施工

（Ⅰ）主控项目
10.3.1 浸渍、粘结专用的结构胶粘剂，其配制和使用应按产品使用说明书的规定进行；拌合应采用低速搅拌机充分搅拌；拌好的胶液色泽应均匀、无气泡；其初黏度应符合本规范表4.4.6的要求；胶液注入盛胶容器后，应采取措施防止水、油、灰尘等杂质混入。
　　　 检查数量：全数检查。
　　　 检验方法：观察，并对照产品使用说明书检查配制记录、测定初黏度记录及施工记录。
10.3.2 纤维织物应按下列步骤和要求粘贴：
　　　 1 按设计尺寸裁剪纤维织物，且严禁折叠；若纤维织物原件已有折痕，应裁去有折痕一段织物；
　　　 2 将配制好的浸渍、粘结专用的结构胶粘剂均匀涂抹于粘贴部位的混凝土表面；
　　　 3 将裁剪好的纤维织物按照放线位置敷在涂好结构胶粘剂的混凝土表面。织物应充分展平，不得有皱褶；
　　　 4 沿纤维方向应使用特制滚筒在已贴好纤维的面上多次滚压，使胶液充分浸渍纤维织物，并使织物的铺层均匀压实，无气泡发生；
　　　 5 多层粘贴纤维织物时，应在纤维织物表面所浸渍的胶液达到指干状态时立即粘贴下一层。若延误时间超过1h，则应等待12h后，方可重复上述步骤继续进行粘贴，但粘贴前应重新将织物粘合面上的灰尘擦拭干净；
　　　 6 zui后一层纤维织物粘贴完毕，尚应在其表面均匀涂刷一道浸渍、粘结专用的结构胶。
　　　 检查数量：全数检查。
　　　 检验方法：由监理人员负责检查，并签字确认无误。
10.3.3 预成型板应按下列步骤和要求粘贴：
　　　 1 按设计尺寸切割预成型板。切割时，应考虑现场检验的需要，由监理人员按本规范附录U取样规则，指定若干块板予以加长约150mm，以备检测人员粘贴标准钢块，作正拉粘结强度检验使用；
　　　 2 用工业丙酮擦拭纤维板材的粘贴面（贴一层板时为一面、贴多层板时为两面），至白布擦拭检查无碳微粒为止；
　　　 3 将配制好的胶粘剂立即涂在纤维板材上。涂抹时，应使胶层在板宽方向呈中间厚、两边薄的形状，平均厚度为1.5mm～2mm；
　　　 4 将涂好胶的预成型板贴在混凝土粘合面的放线位置上用手轻压，然后用特制橡皮滚筒顺纤维方向均匀展平、压实，并应使胶液有少量从板材两侧边挤出。压实时，不得使板材滑移错位；
　　　 5 需粘贴两层预成型板时，应重复上述步骤连续粘贴；若不能立即粘贴，应在重新粘贴前，将上一工作班粘贴的纤维板材表面擦拭干净；
　　　 6 按相同工艺要求，在邻近加固部位处，粘贴检验用的150mm×150mm的预成型板。
　　　 检查数量：全数检查。
　　　 检验方法：由监理人员负责检查并签字确认无误。
（Ⅱ）一般项目
10.3.4 纤维织物可采用特制剪刀剪断或用优质美工刀切割成所需尺寸。织物裁剪的宽度不宜小于100mm。
10.3.5 纤维复合材胶粘完毕后应静置固化，并应按胶粘剂产品说明书规定的固化环境温度和固化时间进行养护。当达到7d时，应先采用D型邵氏硬度计检测胶层硬度，据以判断其固化质量，并以邵氏硬度HD≥70为合格，然后进行施工质量检验、验收。若邵氏硬度HD＜70，应揭去重贴，并改用固化性能良好的结构胶粘剂。
　　　 检查数量：全数检查。
　　　 检验方法：用D型邵氏硬度计检测硬度。

条文说明
10.3 纤维材料粘贴施工
10.3.1 执行本条应注意的是：胶粘剂各组分的称量应准确；调胶应适量。所谓的适量是指每次配胶量应根据粘贴作业所需的时间和环境气温来控制，从而使每次调的胶均能在产品说明书规定的适用期（可操作时间）内用完，以免过了胶的初凝时间。同时，应指出的是：倘若配胶掌握不当，胶液会突然发热、变稠，甚至结块。
10.3.2 纤维织物的粘贴作业应着重注意以下两点：
　　　 1 纤维织物极易折断，故在任何情况下均不允许折叠。同时，粘贴时还必须注意展平，不得有皱褶，以免影响其受力性能。
　　　 2 浸渍、粘结专用的结构胶能否顺畅地浸透到纤维丝束内，是保证粘贴施工质量的关键。因此，滚压一定要均匀而充分，以避免发生虚粘假贴现象，导致纤维复合材失效。
10.3.3 粘贴碳纤维板材时，应避免往复碾压，防止板材浮起造成空鼓。
10.3.5 为了保证检验时间确定的公平、公正性，以7d作为结构胶粘剂粘贴施工质量统一的检验期，是根据我国专业研究机构及有关厂家达成的共识确定的。因为质量合格的结构胶，经过7d静置固化后，其粘结强度的增长已达到可接受的固化程度，可以开始进行力学性能检验，但为了使检验不致白做，一般应先测定胶层的硬度，据以判断胶的固化质量。如果用邵氏D型硬度计检测得到的硬度值HD＜70，则表明该胶为劣质胶，应揭去重贴。
10.4 施工质量检验

（Ⅰ）主控项目
10.4.1 纤维复合材与混凝土之间的粘结质量可用锤击法或其他有效探测法进行检查。根据检查结果确认的总有效粘结面积不应小于总粘结面积的95％。
　　　 探测时，应将粘贴的纤维复合材分区，逐区测定空鼓面积（即无效粘结面积）；若单个空鼓面积不大于10 000mm2，允许采用注射法充胶修复；若单个空鼓面积大于或等于10 000mm2，应割除修补，重新粘贴等量纤维复合材。粘贴时，其受力方向（顺纹方向）每端的搭接长度不应小于200mm；若粘贴层数超过3层，该搭接长度不应小于300mm；对非受力方向（横纹方向）每边的搭接长度可取为100mm。
　　　 检查数量：全数检查。
　　　 检验方法：检查检测报告及处理记录。

表10.4.2 现场检验加固材料与混凝土正拉粘结强度的合格指标
注：1 加固前应按本规范附录T的规定，对原构件混凝土强度等级进行现场检测与推定；
10.4.2 加固材料（包括纤维复合材）与基材混凝土的正拉粘结强度，必须进行见证抽样检验。其检验结果应符合表10.4.2合格指标的要求。若不合格，应揭去重贴，并重新检查验收。　
2 若检测结果介于C20～C45之间，允许按换算的强度等级以线性插值法确定其合格指标；
　 3 检查数量：应按本规范附录U的取样规则确定；
　 4 本表给出的是单个试件的合格指标。检验批质量的合格评定，应按本规范附录U的合格评定标准进行。
10.4.3 纤维复合材胶层厚度（δ）应符合下列要求：
　　　 1 对纤维织物（布）：δ＝（1.5±0.5）mm；
　　　 2 对预成型板：δ＝（2.0±0.3）mm。
　　　 检查数量：全数检查。
　　　 检验方法：每根构件检查2处，但应选在胶层zui厚及zui薄处，用刻度放大镜测量。

（Ⅱ） 一般项目
10.4.4 纤维复合材粘贴位置，与设计要求的位置相比，其中心线偏差不应大于10mm；长度负偏差不应大于15mm。
　　　 检查数量：全数检查。
　　　 检验方法：钢尺测量。

条文说明
10.4 施工质量检验
10.4.1 近几年来，虽有不少人在研发各种仪器探测方法，但迄今尚未获得大量应用。在这种情况下，锤击检查法仍是zui简便易行的方法，况且其有效性也已通过工程实践的检验，故可在各种条件下使用。但应指出的是，本方法易受人为偏差的影响。因此，为了提高本方法检测结果的可信性，对重要结构的锤击检查，可由检测机构派出两组人员，各自独立地进行检测，然后取其平均值作为检测结果。若两组检测结果相差较大（例如大于15％），可分别再重复检测一次，并取4个值中较接近的3个值的平均值作为检测结果。
10.4.2 结构胶粘剂粘贴纤维复合材与基材混凝土的正拉粘结强度检验，主要是用以综合评估胶液的固化质量、胶液对纤维织物的湿润、浸渍程度以及纤维复合材与原构件混凝土的粘结强度，因此非常重要。然而，这是一种破坏性检验方法。在粘贴碳纤维织物加固工程中选择测点时，应避开受力的重要部位；在粘贴碳纤维预成型板加固工程中，应按照本规范10.3.3条的做法，在板端加长的150mm范围内选择测点。检验完毕后，应对纤维织物被切割处进行修补。修补时，其搭接长度应符合本规范第10.4.1条的要求。
　　　 本条为强制性条文，必须严格执行。
10.4.3、10.4.4 粘贴纤维复合材的施工允许偏差，是根据本规范编制组在大量取得调查、检验数据的基础上，从安全考量的角度确定的。

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