2017年一級結構工程師考試知識點：碳纖維和環氧樹脂

碳纖維布加固技術是利用碳素纖維布和專用結構膠對建築構件進行加固處理，該技術採用的碳素纖維布強度是普通二級鋼的10倍左右。具有強度高、重量輕、耐腐蝕性和耐久性強等優點。厚度僅為2mm左右，基本上不增加構件截面，能保證碳素纖維布與原構件共同工作。

　　1、碳纖維介紹

碳纖維根據原料及生產方式的不同，主要分為聚丙烯腈(PAN)基碳纖維及瀝青基碳纖維。碳纖維產品包括PAN基碳纖維(高強度型)及瀝青基碳纖維(高彈性型)。

　　2、環氧樹脂

不同型別的樹脂還可以保證其對砼具有良好的滲透作用，例如底塗樹脂;以及對碳纖維片與砼結構的粘接作用，例如環氧粘結樹脂等。

(1)環氧樹脂簡介

僅僅依靠碳纖維片本身並不能充分發揮其強大的力學特性及優越的耐久效能，只有通過環氧樹脂將碳纖維片粘附於鋼筋混凝土結構表面並與之緊密地結合在一起形成整體共同工作，才能達到補強的目的。因此，環氧樹脂的效能是重要的關鍵之一。環氧樹脂因型別不同而有不同的效能，適應於各個部位的不同要求。例如底塗樹脂對混凝土具有良好的滲透作用，能滲入到混凝土內一定深度;貼上碳纖維片的'環氧樹脂易於“透”過碳纖維片，有很強的粘結力。依使用溫度的不同，樹脂還分為夏用及冬用類樹脂。我公司使用的各類樹脂規格及效能(包括底層塗料的規格及效能、環氧膩子的規格及效能、粘結樹脂的規格及效能等均有詳細表格資料、以備索取)。

(2)物理性能

碳纖維片工法中使用了底塗、膩子、浸滲粘著樹脂等三種環氧樹脂。上述三種環氧樹脂的使用目的各不相同，其物性標準也不相同。

①底塗：粘著強度

底塗必須確實具有把作用在混凝土表面上的荷載傳遞到碳纖維片上的力學效能。因此粘著強度成為制定其物性標準的重要依據。

②膩子：

壓縮強度·壓縮彈性率

膩子用於填充混凝土上的微小缺損部分。因此，要求必須具有與混凝土同等以上的壓縮強度。此外，還要求具有較高的壓縮彈性模量。根據以上理由，制定膩子的物性標準時主要根據其壓縮強度及壓縮彈性模量。剪下強度·粘著強度

膩子與底塗一樣必須具有把因荷載作用等在混凝土表面上發生的應變確實傳遞到碳纖維片上的力學效能。因此剪下強度及粘著強度便成為制定其物性標準的重要依據。

③ 粘著樹脂：

張拉強度·彎曲強度

碳纖維片工法系通過向碳纖維片內滲透浸滲粘著樹脂、通過固化形成CFRP.重要的是固化後的CFRP的物性，而浸滲粘著樹脂本身的物性並非重要。但要想獲得良好的CFRP物性，浸滲粘著樹脂本身的物性確實也有影響。因此制定了最小限度的張拉強度及彎曲強度的物性標準。

剪下強度·粘著強度

浸滲粘著樹脂除滲透到碳纖維片內、通過固化形成CFRP之外，還具有粘著劑的功能。與膩子、底塗同樣，必須具有把因載荷作用等在混凝土表面上發生的應變確實傳遞到碳纖維片上的力學效能。因此剪下強度及粘著強度便成為制定其物性標準的重要依據。

相比之下，國產的樹脂材料目前缺乏配套產品，用途單一，且尚未制定出嚴格的物性標準。