碳纤维强化材料（CFRP）加强和修复混凝土结构技术是一种新型的小号tructural加强和修复技术，在发达国家如日本在80年代末和90年代初出现了。该技术在我国发展迅速，特别是近10年来得到广泛应用。碳纤维材料主要有片材和板材，以片材使用最多。碳纤维板加固用结构胶的性能和选用是该技术成功推广应用的关键之一。

与粘结钢技术相比，碳纤维板加固技术具有以下突出优点：

1）CFRP本身重量轻，基本不增加结构重量，但其加固效果不亚于钢；

2) 良好的耐腐蚀性、较强的耐水性和耐候性；

3）碳纤维板比较柔软，可以根据结构的形状自由切割，不改变结构本身的形状，也可以加固木结构。这一优势在古建筑加固修复时尤为突出；

4）施工方便，人工操作，工具简单，施工空间限制少。

总之，CFRP加固技术可以在不增加结构荷载的情况下发挥非常高的加固效果。应用范围广泛，如高层建筑、高架公路、梁、柱、桥墩的抗震，楼板和桥面的荷载，混凝土的剥落，裂缝的扩展，等，都可以用碳纤维增强技术进行增强。

碳纤维板加固施工方法如下：

1) 基层表面处理。去除浮层、油脂等；

2) 涂底漆；

3) 修复和平整基面；

4）涂面胶（浸胶）；

5）粘贴碳纤维片。并使胶水渗入碳纤维片材中，形成CFRP复合材料体系；

6) 刷保护面层。

碳纤维增强胶粘剂的主要功能和技术要求

目前广泛使用的碳纤维胶粘剂基本都是环氧树脂胶粘剂。环氧树脂具有许多优良的性能，是热固性树脂中综合性能最好的树脂。基于环氧树脂的碳纤维粘合剂具有以下特点：机械性能高、粘接性能优良、固化收缩率低、内应力低、不易开裂。操作工艺性能好，对碳纤维的润湿性好，易形成复合材料体系。耐腐蚀性强，稳定性好，贮存期长。

碳纤维片材加固胶一般与3种胶水一起使用：

1) 底漆。

底漆的作用是浸入混凝土的不规则表面，通过表面吸附填充混凝土表面的微孔，改善混凝土表面的微孔结构，增加粘结表面积。形成牢固的界面结合区，使其比原来的混凝土表面更坚固。底漆一般为低粘度、高渗透性的粘合剂，其基体树脂和浸渍胶基本为同一基体树脂，以保证界面良好的附着力。

2）修补找平胶（修补腻子）。

修补找平胶用于修补结构表面缺陷，保证CFRP受力均匀，线性传力。一般由面胶和填料组成。

3）表面胶（碳纤维浸渍胶）。

碳纤维片材由碳纤维丝束单向排列并预成型而成。必须通过浸渍胶充分渗透固化，使碳纤维丝与织物层相对固定，形成坚固的复合材料层（CFRP）。因此，浸胶的工艺性能必须优良，即润湿性好，同时在垂直吊顶施工时不流淌，满足施工要求。机械性能应优良以实现增强。

工程应用中存在的问题及改进

1）项目质量评价问题

在工程建设中，很多工程团队为了节约成本，会减少粘合剂的用量。结果，底漆没有完全渗入混凝土，浸渍胶没有完全渗入碳纤维片材，给工程质量带来隐患。目前对工程质量的评价主要是检查材料的性能是否符合规范要求，并进行现场拉拔试验（≥2.5MPa，否则混凝土破坏）。由于胶的正抗拉粘结强度很高（≥30 MPa），混凝土的强度较低（一般≤5.0 MPa），即使胶没有完全渗入碳纤维，拉拔试验也可能合格的。那么是否可以引入含胶量的指标来控制胶量，

2) Performance problems of primer

国内外专家研究表明，CFRP加固结构的破坏主要发生在CFRP与混凝土的结合面。CFRP材料的耐久性比较好，其对环境介质变化的敏感性远低于CFRP材料与混凝土的结合。因此，CFRP钢筋混凝土结构耐久性的关键是解决粘结面的耐久性问题。因此，底漆的性能非常重要。目前，加固工程中使用的底漆大多是溶剂型的，或者加入一些不参与反应的添加剂来降低粘度。这些添加剂一方面在挥发时会在固化物上产生气孔或缝隙，另一方面，助剂在短时间内不能完全挥发，影响固化物的密度，进而影响耐腐蚀性、耐水性和粘接性能。因此，底漆优选是无溶剂的。此外，应增加底漆固化产物的交联密度，以增加耐腐蚀性和耐水性。同时，底漆也需要更好的韧性来增加冻融循环下的结合强度。

3) 耐热性问题

目前使用的环氧树脂胶粘剂大多在60℃开始强度下降，80℃基本失效。因此，耐高温的不足限制了其在许多领域的应用。研究方向是对环氧树脂进行改性或开发新型基体树脂。该胶粘剂既能满足在常温甚至低温（≤5℃）下能完全固化的胶粘剂，又能满足结构加固所需的粘接强度。

4) 防火问题

虽然目前使用的胶粘剂可以通过添加阻燃剂或使用含卤素的环氧树脂制备胶粘剂来实现阻燃。但是，经过火灾和高温后，加固性能是否还能达到原来的强度，胶粘剂的粘接性能发生了多大的变化等等，这些问题都需要进一步探讨。