时间：2023-12-03 07:03:36
本次公示的企业共有16家，包括*ST海龙、新乡化纤、保定天鹅、湖北金环、*ST吉纤等多家上市公司。
中国的粘胶行业依靠技术创新成为了世界粘胶纤维生产的第一大国，产能、产量已占世界的50%以上。近两年来，高棉价的负担更提高了下游纱线企业使用粘胶短纤的比例，使得粘胶短纤产量需求保持稳定快速增长。国内粘胶行业的新增产能投放较大，其中2011年国内粘胶行业产能约290万吨，同比增长38%，2012年新投产120万吨左右。但在快速发展的进程中存在着原料严重依赖进口，“三废”排放和治理压力增大，区域、企业间发展不平衡等问题。
《粘胶纤维行业准入条件》，从八个方面规范了企业的生产要求，包括生产企业布局、工艺装备要求、质量与管理、 新建和改扩建项目资源消耗指标、环境保护、职业安全卫生与社会责任、监督与管理等，对加快粘胶纤维行业结构调整，防止低水平重复建设，减少资源浪费，实现可持续健康发展起到了积极的作用，促进了粘胶纤维行业节能减排和淘汰落后。
《粘胶纤维行业准入条件》中根据不同地域的环境承载能力，考虑到粘胶长丝产能过大，提出了严禁新建粘胶长丝项目，改扩建粘胶纤维项目，要充分利用资源和能源，实施清洁生产和循环利用。对于粘胶短纤维项目依据资源、开发替换原料以及小实验装置等情形提出了不同的处置措施。对于工艺和装备方面，提出新建和改扩建粘胶纤维生产装置要严格按照信息化与工业化相融合的要求，采用自动化程度高、运行稳定性好、生产成本低、劳动强度小、生产过程安全环保清洁的先进工艺技术和装备，对其主要工艺和装备也提出了具体要求。
一位纺纱厂的负责人告诉记者，粘胶纤维行业近年来发展快速，产能扩大过快，国家对于准入门槛的制定有利于行业的健康发展，非常有必要，同时他也表示此次公示的企业基本上全是该厂的原料供应商。
能源消耗是粘胶纤维生产的重要环节，根据对行业的深度调查，准入条件提出了具体的能耗、物耗指标，均代表了行业的先进水平。提出粘胶纤维生产企业要大力推行清洁生产技术和工艺，用消耗少、效率高、无污染或少污染的工艺设备替代消耗高、效率低、污染重的工艺设备。依法定期实施清洁生产审核，并按照有关规定开展能源审计，不断提高企业清洁生产水平。并对具体的“三废”排放和治理提出了要求。
[关键词] 粘胶纤维 环评 优化
1 引言
粘胶纤维是利用天然高分子纤维素为原料生产的，其性能类似天然棉纤维，而优于棉纤维，可作为棉纤维的代用品，从而可减少棉花的播种面积，让我国有限的土地用于粮食及其它经济作物的生产。因此，适当发展粘胶纤维满足人们的生活需要是很有必要的。当前，国内正在规划建设多条大型粘胶纤维生产线，以降低粘胶纤维进口量。但是粘胶纤维生产项目原料涉及CS2、H2S等恶臭气体和危害物质，属污染型企业，本文结合某年产20万吨粘胶纤维生产项目环境影响评价实例，从平面布局、环保措施、风险防范措施等方面对该项目进行优化建设。
2 项目概况
建设单位提出建设年产20万吨粘胶纤维项目，全厂共建设4条生产线。主要生产工艺为：(1)原料浆粕中的甲纤维素与NaOH进行碱化反应生成碱纤维素；(2)在黄化机内CS2与碱纤维素进行黄化反应，生成可溶解的纤维素黄酸酯(纤维素黄酸酯溶解于稀碱中即制成原液)；(3)原液在酸液中与硫酸反应重新生成纤维素。生产工艺涉及的主要原辅材料为浆粕、二硫化碳、硫酸、H2S等。本项目主要环境问题为产生高浓度硫化氢和二硫化碳的气体，以及含Zn2+酸性废水、含S2-碱性废水。
3 总平布局优化调整
可行性研究报告提出的总平面布置图见图1，本评价提出风险源生产车间往南移动500m，环评提出的总平面布置见图2。在上述二种情形下，各废气污染源对敏感村庄的预测浓度值均小于标准值，均能达到国家标准规定要求。为此，本评价主要从环境风险角度和区域规划情况优化本项目布局。
3.1风险危害范围
根据识别，确定本项目环境风险评价因子为CS2，输送管道破裂导致CS2泄漏为本项目泄漏事故的最大可信风险事故。根据伯努利方程，计算出泄漏量源强，泄漏后在地面上形成液池，二硫化碳液体迅速挥发，气态二硫化碳对区域人群造成的危害。输送管道破裂导致CS2泄漏，在上述假设的最大可信事故情形下，男性吸入最低中毒浓度最大影响范围为稳定度F、风速1.5m/s情况下，泄漏点下风向1250m范围，即风险事故的危害距离为风险源边界外1250m以内区域。
3.2从规划环评的角度优化
本区域主导风向为东北风，项目北面和西面有众多村庄分布，布局调整前后风险源与周边村民的最近距离变化情况见表1。
从表1可以看出，环评要求风险源往南移动500m后，可使3个村庄和1处小学处于危害范围区之外，而下风向度下村和田东村房屋数量未明显增加。
根据我院编制的区域规划环境影响书，该规划环评建议风险防范区按二级控制：
限制区：区内不得新增居民住宅、学校、医疗机构等敏感建筑，现有居民等敏感目标建议随着规划的推进逐步迁出，其中粘胶纤维项目区限制区的范围为“主要生产装置及罐区等重大风险源边界外为1300m”。
控制区：控制区内人口规模，不新增居民集中区、学校、医院等，其中粘胶纤维项目区控制区的范围为“主要生产装置及罐区等重大风险源边界外为1300~3000m”。
从图1可以看出，北面的村庄1、村庄2、村庄3均位于“粘胶纤维项目的限制区”内，或者将本项目主要生产装置及罐区等重大风险源往南移动500m，或者取消北面规划居住区，考虑到北面现有住房较多，适合规划为居住用地，因此，从服从规划环评的角度分析，将本项目主要生产装置及罐区等重大风险源往南移动500m，就可以满足限制区1300m的距离要求。
3.3从环境风险角度优化
本项目风险危害距离内村民和规划居住区的影响程度见表2。
本项目最大可信事故危害范围内对现状村庄的影响人数约9664人，风险源所在原液车间往南移动500m，可对现状居民的危害范围可减少8498人，减少88%，主要减少北面村庄的影响，因此，从降低风险事故危害后果的角度分析，环评要求本项目风险源原液车间往南移动500m。此外，随着远期规划方案实施后，该项目西侧居住区均得以搬迁，可大大减少本项目周边的敏感目标数量，为本项目生产创造有利的外部环境，因此，建议规划调整方案尽快实施。
4 污染防治措施优化
4.1大气污染防治措施优化
本项目生产工艺废气污染物CS2、H2S为恶臭物质，生产工艺废气达标处理是本项目污染防治措施的关键环节。目前，国际上同类工艺废气采用的处理方法比选见表3，WSA工艺是将废气中的各种硫化物转化为浓硫酸，这是一个催化工艺过程，且能回收余热，特别适用于处理那些硫浓度低而用常规硫酸工艺无法处理的气体。
可研报告推荐“碱洗+吸附+冷凝回收”工艺路线，本着保护环境角度出发，降低恶臭对周边环境的影响，经征得建设单位同意后，本环评推荐“WSA（催化氧化）+碱洗+吸附及冷凝回收”联合处理工艺方案，本项目废气处理设施需增加投资约1.4亿元。
考虑到WSA适合集中、规模化建设，全厂设置一套WSA废气处理装置。全厂含高浓度硫化氢的气体废气量合计为9.4×104m3/h，集中进入WSA处理装置内处理，全厂WSA处理能力为10×104m3/h。
全厂建设4套“碱洗+吸附+冷凝回收”用于处理H2S浓度较低的其他工艺废气，4套废气处理装置相对独立，单套处理能力均为6.0×104m3/h，实际工艺废气处理量为4.15×104m3/h。富裕处理能力是考虑到WSA装置需要检修等情形，全厂在减产而不停产的情形下，仍通过4套“碱洗+吸附+冷凝回收”处理工艺，仍能保证废气污染物排放量不超过“WSA（催化氧化）+碱洗+吸附及冷凝回收”联合处理工艺方案，环评要求的处理工艺流程见图3。
4.2 废水污染防治措施优化
4.2.1含锌污水处理
粘胶纤维生产项目废水为酸性废水和碱性废水，碱性废水中含有S2-，纺练车间酸性废水中含锌浓度高达125mg/L，本项目废水中Zn2+产生量为500t/a。Zn2+不是污水排放标准中规定的第一类重金属，传统污水处理工艺是将上述二种污水直接混合，然后进入生化处理工艺，对Zn2+的去除效率较低，除部分进入污泥中，Zn2+主要是靠稀释排放，以实现达标。
国家正在实施《重金属污染综合防治“十二五”规划》，在实现更少的重金属Zn2+排放，本评价查询了ZnS的特性，ZnS在酸性条件下溶解度最大，水中次之，碱性条件下不溶解。本厂生产均产生酸性和碱性废水，可以在不增加运转成本(不耗碱)的情况下，把产生Zn2+的碱性废水单独收集，建设沉Zn2+池，引入过量含S2-的碱性废水，让pH呈酸性，混合搅拌后，Zn2+实现沉淀去除，出水Zn2+浓度在1.0mg/L以下，小于《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中一级标准(2.0mg/L)。本处理工艺很好地利用本厂自有的二股污水，仅增加搅拌电机和沉Zn2+池外，以微小的工程投资，实现重金属减排，取得很好的环境效益。环评要求的处理工艺流程见图4。
4.2.2外排污水水量均匀调节池
本项目污水采用4组CASS工艺，处理流程为“2小时进水+2小时曝气+2小时排水”，由于CASS间歇排水，每组排水时间为2小时，间歇排放污水对纳污水体冲击较大，本评价要求建设一个“外排污水水量均匀调节池”，该池容积为不小于每组处理能力的2/3规模，以实现污水均匀排放。同时，该池兼作超标污水监控池，以实现超标污水可防可控。
5 风险防范措施优化
为防止液态危化品泄漏至外环境，本评价从管理措施和工程措施方面提出要求。
5.1管理措施
本项目设置环境风险事故水污染三级防控系统，防止环境风险事故造成水环境污染。
5.1.1 一级防控
设置装置区围堰和罐区防火堤，构筑生产过程中环境安全的第一层防控网使泄漏物料切换到处理系统，防止污染雨水和轻微事故泄漏造成的环境污染。
5.1.2 二级防控
在产生剧毒或者污染严重污染物的装置或厂区设置事故收集池，切断污染物与外部的通道，将污染物控制在厂区内，防止重大事故泄漏物料造成的环境污染。
5.1.3 三级防控
第三级是总排放之前的“超标污水监控池”（见图4），即应急事故监测池，也叫“末端防控”，一旦污染物监测数据超标，应返回调节池，进一步达标处理后方可排放。
5.2工程措施
为防止设备破裂而造成储存液体泄漏至外环境，在贮存区周边各设围堰，围堰与地面应密闭，既要有一定的强度，又要有一定的容量，围堰内有效容积不应小于一个最大的储罐的容量，墙内侧至罐的净距不应小于2m。围堰外设有环形消防通道，并设不少于2处的楼梯。围堰可用混凝土浇注。
建设事故收集池，用于污染事故情况下，收集被污染的废液，此措施是避免污染扩散外泄的重要措施。根据《水体污染防控紧急措施设计导则》(中国石化建标[2006]43号)进行事故收集池有效容积符合性分析。事故储存设施总有效容积：
注：（V1+ V2-V3）max是指对收集系统范围内不同罐组或装置分别计算V1+V2-V3，取其中最大值。
V1――收集系统范围内发生事故的一个罐组或一套装置的物料量，m3。储存相同物料的罐组按一个最大储罐计，装置物料量按存留最大物料量的一台反应器或中间储罐计；
V2――发生事故的储罐或装置的消防水量，m3；
V3――发生事故时可以转输到其他储存或处理设施的物料量，m3；
V4――发生事故时仍必须进入该收集系统的生产废水量，m3；
V5――发生事故时可能进入该收集系统的降雨量，m3；
V5=10q×F
q――降雨强度，mm；按平均日降雨量；
F――必须进入事故废水收集系统的雨水汇水面积，hm2；.
V1参数选取：建设单位提供资料，各车间内液态化学品总量见表4。
本评价考虑液态化学品总量最大的原液车间，即在火灾事故下，约2320m3化学品全部进入事故收集池。
V2参数选取：根据根据《建筑设计防火规范》（GB5016-2006）的要求，本工程按一次火灾考虑。本项目室外消防用水量为30L/s，各车间室内消防用水量为：原液车间25L/s、纺练车间、成品库为10L/s、酸站、锅炉房主厂房为15L/s。为保证消防供水的可靠性，在净水厂清水池内已经贮存了4h室内外消防用水量及2h自动喷淋的水量，约1200m3。
V3和V4参数选取：建设单位介绍本生产系统能实现短
时间内停车，一旦发生事故，可迅速减少至停止进入生产系统的物料量(V4)。此外，不考虑短时间内转移物料的量(V3)。
V5参数选取：区域多年平均降水量为1300.8mm，降水天数为120d，计算出日降雨强度为10.84mm。汇水面积取2.0m2，计算出V5为216.8m3。
因此，本环评提出建设4000m3事故收集池的要求。
为防止火灾事故下，消防水由雨水管网进入外环境，应在雨水管网出厂界处设置拦截装置，一旦发现废液可能进入雨水管道，应立即关闭雨水管相关拦截装置，并收集进入事故收集池，防止污染扩大蔓延。
6 小结
通过环境影响评价，从布局方面优化了污染源和风险源与敏感目标的位置，降低环境污染和风险事故的危害程度，环评要求增加WSA废气处理工艺，提高废气处理系统的稳定性、可靠性，要求先行沉锌，以微小的投资，实现重金属锌的减排，换来较大的环境效益。因此，通过对该粘胶生产项目环评，达到指导项目科学设计、科学生产，以更好保护环境的目的。
参考文献：
[1] 建设项目环境风险评价导则（HJ/T169-2004）[S].
[2] 李彦武，李小敏．建设项目环境风险评价的探讨[J]．环境影响评价动态，2002，(6)：26-29.
翻译：成正华3， 审核：林文修4
摘要：对用于碳纤维外包加固钢筋混凝土梁的有机粘结胶和无机粘结胶的性能作了比较研究。试验内容是测定用无机粘结胶粘结碳纤维加固钢筋混凝土梁的各项性能。试验是模仿一个早先的试验，在那个试验中，钢筋混凝土梁以同样的方式用有机粘结胶加固。对两种粘结胶加固后梁的强度、刚度、延性、破坏特征和裂缝开展状况等作了比较。结果表明，用无机粘结胶加固后梁强度和刚度的提高与用有机粘结胶加固后的情形同样有效，只是在延性上降低一点。破坏机理也从有机粘结胶加固情形的片材剥离破坏变为无机粘结胶加固情形的片材破裂破坏。破坏机理的改变是由于无机粘结胶的脆性导致了聚合物中裂缝的形成和聚合物与混凝土交界面上变形积累最小。
引言
众所周知，对内部结构的修补和修复存在着广泛的需求。许多的修补和修复技术正在被应用。20世纪60年展起来的外包粘钢法加固钢筋混凝土梁就是其中之一。最近，高强度的碳纤维、玻璃纤维等聚合物材料作为钢板的替代物正在被发展和应用 [aci440-r-57（“美国”1996）]。这些被称作纤维增强聚合物（frps）的系列具有许多重要的优点：自重轻、耐腐蚀和应用便捷等。自重轻可以减少施工时间和工程造价，因为不需要重型机械。应用时， frps不仅可以一层一层的粘贴使用，还可以以薄板的形式使用。
有机粘结胶聚合物的一个缺点是耐火性差。一些聚合物还容易在紫外线下变性老化，导致长期的耐久性问题。由于碳纤维、 玻璃纤维不但能够坚持于正常地暴露于火中，而且能够忍受紫外线的照射。因此，将这些纤维织物与混凝土粘结在一起的有机粘结胶就成了一个薄弱环节。本文论述的无机粘结胶不易燃，而且在紫外线下不会发生变性老化。用无机粘结胶粘结碳纤维聚合物做的温度暴露试验表明：暴露于80℃中1小时后，仅仅37%的碳纤维聚合物开始丧失抗弯承载力（foden et al 1996）。
无机粘结胶是一种低粘性树脂，适用于粘结碳纤维、玻璃纤维等片材或织物。它的预先配制是混合一种铝矽酸盐粉末和一种以水为基础的催化剂。在室温情况下，大约可以存放3个小时。
无机粘结胶已经被应用于粘结碳纤维片材加固钢筋混凝土梁中。下面的部分分别讲述了这些内容：有关无机粘结胶聚合物的背景资料；有机粘结胶加固钢筋混凝土梁性能的综述；无机粘结胶和碳纤维加固钢筋混凝土梁的性能；用两种粘结胶加固后，梁在强度、刚度、延性、破坏特征和裂缝开展状况等方面的比较。
无机粘结胶的特性—高强度纤维聚合物
由无机粘结胶混合碳纤维、玻璃纤维和钢筋纤维或片材制成的聚合板的力学性能在下面这些参考文献中已经有了论述（国际专利应用文摘 pct/fr91/00177 wo91/13830；foden et al 1996；lyon et al 1997；hammell et al 1998；foden 1999）。聚合板的耐久性以及外包连续或不连续纤维织物加固的混凝土棱柱的耐久性也已有研究。主要的结论如下：
l 无机粘结胶系列应用非常方便，所有用于有机粘结胶的技术也适用于它。
l 无机粘结胶和碳纤维、玻璃纤维能很好的协调工作。以单向纤维的方式，碳纤维聚合物能承受650mpa的拉应力、550mp的受弯应力和30mpa的剪应力。相比而言，有机粘结胶粘结的碳纤维聚合物的这些值在一定程度上要低一些，这是由于无机粘结胶的脆性。
l 无机粘结胶能很好地与木材、混凝土或钢材粘结。在外包钢板之间的受剪承载力为15mpa。
l 在无机粘结胶加固体系和有机粘结胶加固体系中，疲劳性能相当。
迄今为止，所有的研究成果表明，在内部结构修补方面，无机粘结胶有着非常巨大的应用潜力。
有机粘结胶和碳纤维片材加固钢筋混凝土梁的综述
在世界范围内，已经有许多研究者对用frps板或片材加固的钢筋混凝土梁进行了广泛的研究。梁可以用预先制作的frps板（ritchie et al 1991；saadatmanesh and ehsani 1991a；sharif et al 1994；ross et al 1999）加固，也可以柔软的片材或织物（m'baszaa et al 196；nakamura et al 1996；arduini and nanni 1997）加固。在所有的这些实验中，一种二组份的环氧树脂被作为粘结胶使用。
在最先的研究报告（saadatmanesh and ehsani 1990）中，玻璃纤维增强聚合物（gfrp）板被粘在4根不同的钢筋混凝土梁上，并且用不同的环氧树脂粘结，这些环氧树脂有着从1%到170%的变形能力。由此得出的结论是，这项加固技术中最适用的粘结胶是它必须具有足够的粘性。因此，在后来的研究（saadatmanesh and ehsani 1991a）中，使用的是一种橡胶粘性的环氧树脂，它具有超过40%的变形能力。然而，在gfrp板中，记录的最大变形仅仅只有0.8%。在那次研究（saadatmanesh and ehsani 1991a）中，最常见的破坏特征是frp板的剥离破坏。
ritchie et al（1991）也得出同样的结论：最适用于结构修补的粘结胶是它具有足够的粘性。他们评价了14根钢筋混凝土梁的性能，这些梁用一种二组份橡胶粘性的环氧树脂粘结碳纤维、玻璃纤维等聚合物板。在这次研究当中，最常见的破坏特征是在钢筋水平位置发生混凝土保护层的受剪破坏。
从这些研究中得出的主要结论如下：
l 外包聚合物板的钢筋混凝土梁的抗弯承载力有明显提高，并且低配筋率梁的效果更加显著。
l 裂缝的数量增多但平均裂缝宽度减小。
l 由于板材的剥离破坏或钢筋螺纹水平位置上的混凝土保护层受剪破坏所引起的失效行为需要进一步的试验和分析研究。这些破坏模式的破坏准则需要建立，以便正确地推测梁的极限承载力。
其它一些论文的作者也得出同样的结论。所有这些研究的一个共同特点是，由于聚合物破裂而引起破坏的情形几乎没有。
研究程序
这次研究的焦点是比较粘结纤维片材加固钢筋混凝土梁时脆性的无机粘结胶和柔软的有机粘结胶的性能。要做的主要比较有：
l 两种破坏模式的区别。
l 相对各自的基准梁，承载力增加的大小。
l 相对各自的基准梁，刚度增加的大小。
l 挠度和延性。
l 裂缝开展特征。
设计的试验程序是模仿sherbrooke大学，quebec，canada（m'bazaa et al 1996）的试验。因此，在比较无机粘结胶和有机粘结胶的性能时减少了试验梁的数量，仅仅浇灌了4根与sherbrooke相似的钢筋混凝土梁并且养护28天。然后，其中三根梁用碳纤维片材和无机粘结胶加固。所有4根梁都是简支梁。
在sherbrooke大学的研究中，有机粘结胶的拉伸强度是这次研究中无机粘结胶的13倍。另外，变形能力是65倍，粘性是1000倍。尽管有这些力学性能上的重要差异，无机粘结胶和有机粘结胶加固的梁仍然具有相当的承载力提高和刚度增加，只是延性要低一些。
试验步骤
如上面提到的，这次试验是模仿m'bazaa et al（1996）的试验。在那次试验中，一共浇注了8根梁，跨度为3000mm，并在三分点进行加载。基本的变量是碳纤维的长度、端部锚固长度和加固量。梁在受拉区表面粘贴了三层单向的碳纤维片材，片材宽为166.7mm，长为2900mm（图1），这根梁对这次试验来说特别重要，因为碳纤维的面积是相当的。面积为0.826cm2。
这次浇注的梁与它具有相同的长度、宽度、高度（3000×200×300mm）和保护层厚度，见图1。梁分别用2层、3层和5层单向碳纤维片材加固，面积分别为0.285cm2、0.427cm2和0.711cm2。
混凝土强度通过实验室配合比控制，组成原料有astm i 水泥、自然砂、最大粒径为19mm的碎石骨料和自来水。通过直径为150mm的圆柱体进行试验得到抗压强度为47.3mpa。而sherbrooke大学试验中的混凝土抗压强度为44.3mpa。
sherbrooke大学试验中，受弯钢筋是2根no 10m 的钢筋，总面积为200mm2，而这次试验中，受弯钢筋是2根no 4 的钢筋，总面积为258mm2。取3根钢筋试件进行轴向拉伸试验，平均屈服强度为447mpa，极限强度为693mpa。sherbrooke大学试验中相应的强度分别为439mpa和703mpa。
图1 试验梁尺寸详图
在两次试验中，梁的抗剪承载力都是设计富余的，因为，试验的目标是使梁发生受弯破坏。sherbrooke大学试验中，no 10m 的箍筋，间距为100mm，受剪承载力为281kn；这次试验中，no 3 的箍筋，间距为95mm，受剪承载力为226kn。在一次试验中可能遇到的最大剪力为55.0kn。因此，受剪性能不是影响因素。
梁的配筋和碳纤维加固情况详见表1。
表1
试验梁汇总
梁的编号
受弯钢筋
碳纤维面积（cm2）
粘结胶类型
oc
2 #10m
无
无
ic
2 #4
无
无
os
2 #10m
0.826
有机粘结胶（环氧树脂）
is1
2 #4
0.285
无机粘结胶
is2
2 #4
0.427
无机粘结胶
is3
2 #4
0.711
无机粘结胶
加固步骤
现在的研究程序
贴碳纤维之前，先用磨轮将表面的浮浆皮去掉和将粗糙突出的骨料磨平。然后，对表面喷砂和用热水洗，最后晾干。
表面用无机粘结胶找平，并自然干燥直到它具有粘性（大约1小时）。同时，碳纤维用树脂浸渍，并自然干燥直到具有粘性。再将作为粘结层的粘结胶刷在找平层上，然后，立即将浸渍好的碳纤维贴上。碳纤维必须滚压以去掉多余的粘结胶。其余各层碳纤维都以同样的步骤粘贴。
碳纤维粘贴好后，修补部位必须包扎以去掉空气和使树脂均匀饱满。修补部位先用teflon 薄膜包裹，在用致密织物，然后用尼龙薄膜包扎。包裹要密封，并用真空泵抽成大约740mmhg的气压。最后，将梁加热到80℃养护24小时。
比较研究（m'bazaa et al 1996）
m'bazaa et al（1996）的试验中，梁的表面处理大致相同。接着用一种低粘性的二组份环氧树脂找平，并在室温下养护24小时。然后，将作为粘结层的二组份环氧树脂刷在找平层上，再立即贴碳纤维片材。然后，用衬纸包裹保护，接着滚压碳纤维片材以使粘结胶浸入碳纤维。然后，去掉衬纸，并用橡胶抹刀将额外的环氧树脂抹进碳纤维片材中。然后，以同样的步骤粘贴其余各层碳纤维。最后，置于室温养护。
仪器布置
试验梁是简支梁，跨度为3000 mm。端部支撑为钢轴，钢轴置于混凝土墩上，混凝土墩固定于实验室反力地板上。实验时，通过手控液压千斤顶加载，千斤顶垂直地安装于梁顶，并固定于实验室反力板上。荷载通过一根置于梁上的钢制分配梁三分点加载（距离每边支座1000mm）。荷载以每次2.24kn的方式典型施加。荷载通过置于千斤顶和分配梁之间的荷载传感器测量。
4个电子电阻应变片置于跨中。2个12mm标距长度的应变片贴于受弯钢筋上。1个应变片贴于梁的上表面，1个应变片贴于碳纤维上，标距长度都为50mm。
将一个机械表（百分表）置于跨中并固定于实验室反力地板上以测量挠度，它必须垂直地安装在梁底。每加一次荷载都读取一个读数。
结果和讨论
在后面部分讨论的主要内容是：破坏模式、裂缝特征、荷载挠度关系、承载力提高和变形。表2列出了结果的汇总。
注意到试验中使用的碳纤维片材具有差异这一点很重要。对有机粘结胶加固体系做的试验，用来加固结构构件的碳纤维经过了完善的发展。碳纤维排列很好，并且有一种特别的衬纸和有机胶料保护。有机粘结胶也经过特别的处理，在粘结碳纤维时能够达到最佳的效果。这个体系发展了很多年，碳纤维排列很好，并且具有尽可能高的强度和刚度。
对无机粘结胶加固体系，使用的是商业上提供的一般纹路的碳纤维。不象有机粘结胶加固体系中的碳纤维有一种特别的衬纸保护，而且，这个体系使用的碳纤维是从生产交叉纹路玻璃纤维的地方生产的。与有机粘结胶体系相比，这种生产程序只能提供劣等排列的碳纤维。另外，在操作时更容易损坏，因为只有较少的有机胶料保护碳纤维。
表2
试验结果汇总
梁的编号
荷 载（kn）
挠 度（mm）
最大变形
破坏模式
钢筋屈服
极限状态
钢筋屈服
极限状态
延 性
混凝土
碳纤维
oc
45.06
63.61
10.77
88.90
8.25
0.00145
—
适筋破坏
ic
57.83
74.51
11.00
93.98
8.55
0.00182
—
适筋破坏
os
67.30
99.64
12.27
28.19
2.30
0.00129
0.00693
剥离破坏
is1
73.40
80.51
12.95
20.14
1.55
0.00075
0.00553
碳纤维破裂
is2
75.62
91.90
12.90
23.32
1.81
0.00131
0.00581
碳纤维破裂
is3
84.52
110.09
13.97
24.05
1.72
0.00142
0.00641
碳纤维破裂
据作者的所知，这是第一次无机粘结胶加固体系的使用。经过特别预先处理进一步提纯的碳纤维一定能提高其性能。
破坏模式和裂缝特征
sherbrooke大学的试验和这次试验中的基准梁（设计编号分别为oc和ic）都是标准的适筋梁破坏：钢筋先屈服，然后混凝土被压碎。ic梁比oc梁有更高的开裂刚度、屈服荷载和极限荷载。两根梁的荷载—挠度关系见图2。
图2 基准梁的荷载—挠度曲线
sherbrooke大学试验中的加固梁编号为os，这次试验中的加固梁编号为is1，is2，is3。os梁是碳纤维片材的剥离破坏，而is1，is2，is3梁是碳纤维的破裂破坏。这是一个重要的结论，因为聚合物板材的破裂在文献中几乎没有报道，而片材的分层破坏已经有比较普遍的报道了。
已经有了论述的是：os梁的裂缝特征是它的裂缝间距比基准梁的要小，而且裂缝分两个阶段开展。在第一阶段出现的是垂直的受弯裂缝，而在钢筋屈服后的第二阶段出现的是斜裂缝；并且斜裂缝延伸不及梁高的1/6。
为了作裂缝特征的对比，采用了ritchie et al（1991）的结果。因为梁的跨度、高度和配筋量是相同的，并且ritchie et al提供了更加详细的描述。使用的粘结胶是一种橡胶粘性的环氧树脂。典型的ritchie et al（1991）的裂缝特征见图3。
对两根基准梁，裂缝特征是典型的适筋梁破坏，见图3。基准梁底部ritchie et al（1991）有21条裂缝，见图3(a)，而这次研究的ic梁底部有19条裂缝, 见图3(c)。
加固后的os梁底部有52条裂缝, 见图3(b)；而is3梁底部仅仅有25条裂缝，见图3(d)。因此，裂缝数量的增加对有机粘结胶加固体系和无机粘结胶加固体系分别为148%和32%。裂缝的这些参数表明，有机粘结胶体系比无机粘结胶体系产生了更多的裂缝。作者认为，这是因为无机粘结胶在裂缝的位置没有足够的粘性保持碳纤维和混凝土的粘结，抑制了应力向邻近的混凝土传递，而这一点是产生更多裂缝的必要条件。另外，混凝土中的裂缝贯穿了碳纤维聚合物，这又促使应力向碳纤维传递。相比而言，粘性的有机粘结胶能保持碳纤维和混凝土在每条裂缝附近的粘结，致使应力向邻近的混凝土传递，这样就产生了更多的裂缝。
图3 极限荷载时裂缝的比较：
（a）有机粘结胶基准梁（ritchie et al 1991）；（b）有机粘结胶加固梁（ritchie et al 1991）；
（c）无机粘结胶基准梁（ic）；（d）无机粘结胶加固梁（is3）。
延性和荷载—挠度关系
有机粘结胶加固梁的荷载—挠度曲线见图4。正如所料，增加碳纤维面积导致了开裂刚度、屈服刚度和极限荷载的提高。为了和以前研究的荷载—挠度曲线作比较，并考虑到基准梁的差异，将荷载—挠度曲线作标准化。标准化即是将ic、is1、is2、is3梁的荷载乘以一个系数：
oc梁的屈服荷载 / ic梁的屈服荷载
大量的挠度点进行了调整以保证曲线的连续。所有梁的标准化荷载—挠度曲线见图5。从图5中可以看出，无机粘结胶加固的梁和有机粘结胶加固的梁的荷载—挠度曲线的特征相似。用大致相同的碳纤维面积加固的is3梁和os梁具有相当的强度、刚度和延性。
图4 有机粘结胶加固梁的荷载挠度曲线 图5 所有梁的标准化荷载挠度曲线
对有机粘结胶加固体系和无机粘结胶加固体系，加固梁与基准梁相比，延性都有降低。对前者，挠度延性从8.25减到2.30；对后者，挠度延性从8.55减到1.55和1.81之间。比较用相同碳纤维面积加固的is3梁和os梁，is3梁的延性仅有os梁的75%。
承载力提高的比较
承载力的提高通过加固梁和基准梁最大弯矩的差值来量化。为了考虑碳纤维用量的差异，用单位碳纤维面积上弯矩的增加来计算，如下方程：
单位碳纤维面积上弯矩的增加 = m / acar （1）
其中 m表示相对基准梁弯矩的增加（kn-m）； acar 表示碳纤维的面积（m2）。
表3 承载力提高的比较
梁的编号
极限弯矩（kn-m）
弯矩的增加（kn-m）
单位碳纤维面积上
弯矩的增加
oc
31.805
—
—
ic
37.255
—
—
os
49.820
18.015
218.2
is1
40.225
3.000
105.4
is2
45.950
8.695
203.9
is3
55.045
17.790
250.2
承载力提高的比较见表3。对这些结果进行仔细观察得到下面的结论：
l 无机粘结胶加固体系和有机粘结胶加固体系提供了相当的加固效果。单位碳纤维面积上弯矩的增加，is2梁和os梁非常接近，is3梁比os梁高，而is1梁比os梁低。
l 无机粘结胶加固体系，单位碳纤维面积上弯矩的增加随着碳纤维面积的增加而增加，这意味着使用更厚的碳纤维板将达到更佳的加固效率。在以前，这种趋势还没有被观察到，这一定程度上是因为加固面积引起的效率问题还没有被系统的研究。
刚度提高的比较
每根梁在开裂阶段和屈服阶段的抗弯刚度（ei）都用下式计算：
（2）
其中 p=总荷载（kn），等于两点荷载的和；
=跨中挠度（m），用荷载p和跨度 （m）表示。
方程（2）是基于所有的材料是弹性，并且ei是常量的假设。由于挠度随位置的改变而改变，抗弯刚度应该考虑为有效刚度的平均值。
对于开裂刚度，先在荷载—挠度曲线上找出开裂点和屈服点，然后在它们之间拟合一条二次退化曲线，这样来确定（p/）项。对于屈服刚度，先在荷载—挠度曲线上的屈服段找出直线部分，然后在这些点之间拟合一条最佳的曲线，这样来确定（p/）项。
刚度的提高通过加固梁的抗弯刚度减去基准梁的抗弯刚度来量化。与承载力的提高一样，考虑碳纤维面积的影响，用单位碳纤维面积上刚度的增加来计算：
单位碳纤维面积上刚度的增加 = ei / acar （3）
其中 ei 表示相对基准梁刚度的增加（kn-m2）；
acar 表示碳纤维的面积（m2）。
刚度提高的比较见表4。
表4
刚度提高的比较
梁的编号
开裂阶段
屈服阶段
抗弯刚度（kn-m2）
抗弯刚度的增加（kn-m2）
单位碳纤维面积抗弯刚度的增加
抗弯刚度（kn-m2）
抗弯刚度的增加（kn-m2）
单位碳纤维面积抗弯刚度的增加
oc
2310
—
—
276
—
—
ic
3544
—
—
261
—
—
os
3889
1579
19121
2015
1739
21058
is1
3972
428
15044
1093
832
29244
is2
4379
835
19578
1449
1188
27855
is3
4864
1320
18565
2322
2061
28987
对这些结果进行仔细观察得到下面的结论：
l is梁和os梁开裂刚度的增加相当。在单位碳纤维面积上开裂刚度的增加，无机粘结胶加固的3根梁中有1根梁的比os梁大，但是，所有的差异都非常小。
l 至于单位碳纤维面积上屈服刚度的增加，is梁都比os梁的大。这一点特别有意义，因为无机粘结胶聚合物本身的刚度比有机粘结胶聚合物小。无机粘结胶聚合物只有200gpa的拉伸模量（foden 1999），而有机粘结胶聚合物有240gpa的拉伸模量（厂家提供的资料，作者注）。有机粘结胶加固梁屈服刚度较小可以这样解释，在高变形下混凝土和粘结胶之间有较软的交接面。这一点可以由os梁的挠度—荷载曲线比is梁的更具有非线性而得到进一步的证实。
应力和应变的比较
试验中，梁os、is1、is2和is3的碳纤维的极限应变分别为0.00693、0.00553、0.00581和0.00641。假定os梁中聚合物的拉伸模量为240gpa（forca 1996，作者注），is梁中聚合物的拉伸模量为200gpa（foden 1996）。碳纤维的极限应力计算见表5。在此，os梁在碳纤维应力大约为1663mpa时发生剥离破坏；而is梁在碳纤维平均应力大约为1184mpa时发生破裂破坏。注意到下面这一点：在无机粘结胶加固体系中，当粘结胶出现裂缝时关键的应力出现在碳纤维中，而在无机粘结胶加固体系中，碳纤维板和粘结胶像一块聚合物板一样工作；这是因为粘性的有机粘结胶有比无机粘结胶更高的变形能力。
表5
碳纤维和交接面中最大的应力
梁的编号
碳纤维
交接面
极限应力（mpa）
承载力提高百分比（%）
极限荷载（kn）
极限平均剪应力（mpa）
os
1663
39
137.33
867.2*
is1
1107*
79
31.49
217.5
is2
1161*
83
49.52
342.0
is3
1283*
92
91.22
630.1
注：* 表示破坏
表5计算出了在极限荷载时碳纤维和混凝土交接面上的平均剪应力。计算方法是用碳纤维承受的最大力除以剪跨范围内的粘结面积。根据这个计算，os梁中平均极限剪应力为867mpa。作为比较，ritchie et al（1991）推测平均极限剪应力在758mpa和827mpa之间。但是，is梁的平均极限剪应力却不能估计出，因为碳纤维没有发生剥离破坏。然而，is3梁承受了630mpa的平均剪应力还没有发生分层破坏，意味着平均极限剪应力至少为630mpa。
对于给出的力学性能的差异，无机粘结胶的平均极限剪应力至少是有机粘结胶的70%这一点非常有意义。无机粘结胶的剪力承载力足够使碳纤维破裂这一点也很重要。
其它的结果
所有的is梁都是因为碳纤维的破裂而失效。 从is3梁上剥下的碳纤维片材的图片见图6。多数的碳纤维片材都粘有混凝土碎片。在恒弯区段，碳纤维片材不能被剥下。
图6 无机粘结胶体系—碳纤维破裂 图7 有机粘结胶体系—碳纤维剥离
作为比较，图7显示了用一种粘性的环氧树脂和碳纤维加固钢筋混凝土梁时碳纤维发生剥离破坏的情况（作者在一个相关研究中做的试验）。这个加固体系与os梁很相似，都包括环氧树脂找平层、环氧树脂粘结胶和碳纤维片材。其中的碳纤维和sherbrooke大学试验用的一样；环氧树脂也一样，变形能力为2.0%，拉伸强度为45mpa，拉伸模量为3gpa。图6中的剥离是断断续续，而图7中是连续均匀的。图7中，粘在粘结胶上的砂粒也具有一致的现象，没有局部失效的迹象，而局部失效的迹象意味着有粘结滑移。图7中也没有裸露的碳纤维，这表明碳纤维和混凝土之间的粘结没有破坏。拍摄图片之前，碳纤维上也有一层疏松的骨料，这意味着剥离破坏是由于集合体从混凝土浆中脱出。
传力机理的比较
如前面叙述的，有机粘结胶的粘性比无机粘结胶大1000倍；变形能力大65倍；尽管存在这些力学性能上的差异，无机粘结胶加固体系和有机粘结胶加固体系的性能仍然是相当。这些令人惊讶的结果意味着在传力机理上存在着重要的差异。
为了阐明传力机理上的差异， 一个关于混凝土块粘结碳纤维片材然后受拉的示意图见图8。最初，混凝土和碳纤维片材粘在一起没有受拉，见图8（a）。为了比较无机粘结胶和有机粘结胶，对粘在一起的混凝土和碳纤维片材施加拉力，分别见图8（b）和图8（c）。
图8（b）部分地基于作者在另一个相关试验研究上得出的结论，那个试验是使用同样的有机粘结胶。当有机粘结胶加固体系受拉，可以观察到极细的裂缝出现在交接面上，但基本上不连续延伸。这些极细的裂缝出现的原因有下面几点 ：
l 有机粘结胶的粘性要比波特兰水泥浆大得多。因此，混凝土破裂所需的能量比粘结胶和骨料交接面之间破裂所需的能量要少。所以，尽管在高应变下粘结胶和骨料之间的粘结也不会破坏。
l 典型水泥浆的受拉变形能力大约是0.0003mm/mm，在os梁中，碳纤维的这个值要超过它20倍以上。
因此，为了变形的协调，在很强的粘结胶—骨料交接面和较低变形能力的水泥浆之间必须产生交接裂缝。假如将骨料看作刚性体并且粘结是完好的，那么交接裂缝达到骨料尺寸的大小将导致水泥浆和骨料粘结的瓦解。
从图8（c）中可以发现，当使用无机粘结胶时没有产生微小的交接裂缝。原因有下面几点 ：
l 有机粘结胶的粘性和水泥浆的相当。它不足以保持和骨料的粘结，而这一点是水泥浆和骨料之间产生交接裂缝的必要条件。因此，在高应变下是粘结胶失效而不是水泥浆。
l 在粘结胶裂缝变形为0.0007 mm/mm时，混凝土出现裂缝并且贯穿粘结胶聚合物，这导致了碳纤维应力的增加和聚合物刚度的减少。
在传力机理上的主要差异是，粘性的有机粘结胶使水泥浆和骨料的粘结瓦解，而脆性的无机粘结胶导致不连续的粘结失效和碳纤维上应力的局部集中。
图8 荷载传力机制的比较：（a）碳纤维粘在混凝土上；
（b）粘性粘结胶粘结的碳纤维受拉；（c）脆性粘结胶粘结的碳纤维受拉；
脆性无机粘结胶的性能与混凝土中钢筋的粘结行为相似。图9中阐明了众所周知的混凝土中的钢筋螺纹的粘结行为。图9（b）中表明了在钢筋上施加拉力和达到平衡的裂缝间距后环带的滑移是它的粘结特征。在高应变的情况下，钢筋在裂缝附近的粘结实际上已经失效。
图9 钢筋：（a）钢筋在混凝土中；(b) 受拉后荷载的传递
总之，作者认为无机粘结胶在高应变的情形下通过局部剥离来保持和碳纤维的粘结。碳纤维仅仅在不连续的间隔上保持和混凝土的粘结。这个机理使混凝土交接面没有承受很高的拉伸应变。因此，混凝土保持着较高的受剪承载力，能够承担所受的剪应力而不发生失效。而粘性的粘结胶不允许有局部的粘结失效。为了保持碳纤维和交接面上变形的协调，混凝土承受了很高的拉伸变形，而很高的拉伸变形使骨料和水泥浆之间的粘结变得松散，从而降低交接面的受剪承载力。
结论
基于本文提供的试验结果和与其它文献中试验结果的比较，得出下面的结论：
l 无机粘结胶加固体系和有机粘结胶加固体系在提高钢筋混凝土梁的抗弯承载力方面相当。
l 对无机粘结胶加固体系，单位碳纤维面积上梁承载力的提高随碳纤维层数的增多而更加显著。
l 在无机粘结胶加固体系和有机粘结胶加固体系中，梁开裂刚度的增加相等。而且发现，单位碳纤维面积上梁开裂刚度的增加也大致相等。
l 无机粘结胶加固体系中梁屈服刚度的增加要比有机粘结胶加固体系中梁屈服刚度的增加要显著。而且发现，单位碳纤维面积上无机粘结胶加固体系中梁屈服刚度的增加也要多一些。
l 无机粘结胶加固体系中梁破坏时的挠度比有机粘结胶加固体系中梁破坏时的挠度要少25%。
l 无机粘结胶加固体系中梁都以碳纤维的破裂破坏而失效。相比而言，有机粘结胶加固体系中梁都以碳纤维的剥离破坏而失效。这一点是由于聚合物和混凝土母体之间的传力机理不同而引起的。
l 作者认为无机粘结胶加固体系中粘结胶的粘结行为和混凝土中的粘结行为相似。裂缝附近的粘结失效使碳纤维中的粘结发生局部滑移，从而粘结是间断的。这个机理降低了在混凝土中交接面的拉伸变形。当应变不是很高时，完全的剥离是不会出现的，这是因为交接面上的受剪承载力很强。这个观念值得进一步的观察研究，因为它对外包加固混凝土梁中粘结失效行为的进一步研究具有重要的意义。
致谢
作者非常感谢国家科学基金（cms 9909830；vijaya gopu，program manager）的大力支持。还要感谢熟练的施工人员和geopolymer的dr, joseph davidovits与the ffa技术中心的dr. richard lyon of提供的技术建议。
附录 i 参考文献 （略）
附录 ii 注释
本文应用的符号如下：
acar = 碳纤维面积 fy = 钢筋的屈服强度
e = 弹性模量 mn = 极限弯矩
关键词：纳滤膜；粘胶；碱液；半纤；过滤参数
中图分类号：TQ028 文献标识码：A
1 概述
膜分离技术是一种新兴的分离、净化和浓缩技术。由于它具有高效、节能、工艺简单、操作方便、处理过程基本无相变和低污染等优点，已被广泛应用于石化、食品、纺织、轻工、冶金、医药、生物工程和环保等领域，是目前最具有发展的高新技术之一。
常见的膜分离技术有微滤（MF）、超滤（UF）、纳滤（NF）、反渗透（RO）、透析（Dialysis）、电渗析（ED）和渗透气化（PV）。纳滤（NF）介于超滤和反渗透之间，纳滤膜是一种多层聚合物组成的复合型膜，是一种溶剂分子或某些低分子量溶质或低价离子透过的功能性选择性半透膜，膜节流分子量为200-1000道尔顿，过滤精度能达到1-3纳米。纳滤膜表面分离层通常为荷负电化学基团带负电，纳滤膜的孔径和表面荷电特征使其分离具有两个特性，即筛分效应和电荷效应。
纳滤膜过滤作用主要体现在以下三方面：
（1）分离高分子量和低分子量的有机物；
（2）分离阴离子的盐溶液，对单价阴离子盐溶液的脱盐率低于高价阴离子盐溶液；
（3）分子不同价态的粒子。它对中性不带电荷的物质（如：乳糖、葡萄糖、麦芽糖）的截留则是由膜的筛分效应决定的；对盐的截留性能主要是由膜的电荷效应决定的，日东电工的NTR-7450膜，脱盐率是50%，对蔗糖的截留率是36%，所表现的大分子量的蔗糖比小分子量的盐更容易透过，是由于膜的电荷效应引起的。
我公司粘胶生产中采用二浸工艺，碱液中的半纤浓度较高，当半纤达到一定浓度后碱液变为废碱不可再用，由于半纤相对于氢氧化钠溶液是高分子量物质，应用纳滤膜可以有效地分离压榨液中的碱液和半纤，使碱液回收利用，达到清洁生产和节能降耗的目的。
2 纳滤工艺研究
碱站将压液回流液输送至南沉降罐，经板框除去碱液中的浆粥和杂质，碱液输送至北沉降罐，经微孔过滤器（5-10um）进入进料罐，用输送泵送至保安滤器（3-5um），通过高压泵进入纳滤系统，纳滤膜将碱液分离成透过液（净液）和浓缩液（黑液），黑液回流至进料罐，净液流入净液罐重新调配碱液。
2.1 纳滤膜结构分析
我公司采用卷式纳滤膜，卷式纳滤膜组件设计简单，填充密度大，内部结构为多个“膜袋”卷在一多孔中心管外形成，膜袋三边粘封于多孔中心管上，膜袋内以多孔支撑材料形成透过物流道。膜袋与膜袋间以网状材料形成料液流道，料液平行于中心收集管流动，进入膜袋内的透过物，旋转着向中心收集管，并由中心收集管流出。解剖图如图1所示。
2.2 选择错流过滤方式
过滤方式分为全量过滤和错流过滤。全量过滤也称直流过滤和死端过滤，与常规滤布过滤类似，物料以垂直方式进入膜组件，透析液流出膜组件，截留物留在膜内。随着过滤周期的延长，大分子物质浓度逐渐升高，在膜表面形成滤层，导致透过率降低从而影响膜通透量，为保证膜的透过性，需要定时反洗去除膜表面截留物。
错流过滤避免了全量过滤中依靠滤饼过滤产生的堵塞现象，物料以一定流速流过膜面，透过液从垂直方向透过膜，截留物则被浓缩液带出膜组件。料液经膜的表面，在压力的作用下液体及小分子物质透过滤膜，而不溶物和大分子则被截留。料液有足够的流速可将膜截留物从膜表面剥离，连续不断的剥离降低了膜的污染程度，从而在较长时间内维持较高的膜渗透量，有效地降低了膜污染。
2.3 纳滤系统过滤参数
公司新上纳滤系统后，每班处理压液量100m3，压液浓度220g/L，半纤含量50g/L，具体工艺参数见表1。
压液经纳滤系统处理后，40m3净液透过纳滤膜可重新调配浸渍碱，半纤含量明显降低为5g/L，60m3黑液打至罐区外售，半纤浓缩至60g/L，整体回收率为40%。
3 经济效益
应用纳滤系统后，我公司碱耗明显降低，每班压液处理量100m3，净液浓度200g/L，回收率40%，烧碱1500元/吨，废碱外售单价50元/m3，膜费用3.8万/支×68支=258.4万元，人工费用一年40万元，一年净利润为：100m3/班×3班×350天×0.4×0.2吨/m3×（1500-50）元/吨-258.4万元-40万元=919万元。纳滤系统的使用为我公司带来了巨大的经济效率，同时更好地促进了公司的清洁生产。
参考文献
[1]何毅，李光明.纳滤膜分离技术的研究进展[J].过滤与分离，2003 （03）：5-9.
粘胶纤维主要是以棉或木等天然纤维素为原料生产的再生纤维素纤维，其最大特点是与天然棉纤维的某些服用性能极为相似，如吸湿、透气、易染色、抗静电和易纺等性能。但粘纤较天然棉纤维的本质更纯正。粘纤的纤维素含量在99.5％以上，而棉纤维在95％～97笼；粘纤的脂肪和蜡质占0.2％～0.3％，棉纤维占0.5～0.6％；粘纤无含氯物质，棉纤维中含氯物质占1％～1.1％；粘纤不含果胶及多缩戌糖，而棉纤维含1.2％；粘纤其它灰份的含量为微量，棉纤维灰份的含量达1.14％。粘纤耐日光、抗虫蛀、耐热、耐化学药品、耐融剂、耐霉菌，在主要纺织纤维中，它的优良性能较为全面。因此，粘纤具有“棉的本质，丝的品质”，是地道的生态纤维。它源于天然而优于天然。
尽管粘纤性能与天然棉纤维的性质极为相似，但粘胶纤维的应用更广泛。目前，粘纤被广泛应用于丝绸、织造、针织、编织与制线、制绒行业，既可单独织成美丽绸、富春纺和各种丝绸被面等，又可与毛、麻、丝等纤维进行交织，也可与棉纱、蚕丝、合成纤维交织成羽纱、软缎和留香绉等。由于其穿着舒适，特适合制作内衣。
粘胶纤维的性能
从事纤维特性分析的有关专家在全国性科学技术核心期刊撰文称：人体皮肤表层水份在12％～15％时，皮肤光滑而有弹性，一旦皮肤缺水就会变得干燥，继之粗燥，久之就会出现皱纹。因此，要求纺织品必须具备一定的吸湿性、透气性，用纤维12％～14笼的回潮率来保证皮肤表层122～15％的含水率。我国主要纺织纤维的标准平衡回潮率为 棉花7％～8.5％、羊毛14％～16％、蚕丝9％～11％、粘胶纤维12％～14％、丙纶和氯纶为0、氦纶0.42～1.3％、涤纶纤维为0.42～0.5％、苎麻7.0％～10.0％等。由此可见，粘纤的回潮率最符合人体皮肤含湿的要求。天热时透气、吸汗；天冷时能保湿，不产生静电，柔软舒适，特别符合人体皮肤生理科学。粘纤的这 主要特点是因为含有大量亲水基团[－羟基(－OH)]的纤维素大量分子，能吸附水分子和起水化作用，同时，粘纤的结晶度比其它纺织纤维低特性所决定的。由于粘纤具有使人体皮肤 直处于最滋润的特性，因此，被大量用于制作内衣、睡衣、T恤、衬衣，也用于旗袍、唐装等的制作。
众所周知，合成纤维衣服与皮肤相互摩擦易产生静电，静电的电压在瞬间超过4000伏，静电改变了体表电位差，妨碍了正常的心电传导，于是诱发室性早搏等心律失常。由此可见要消除人体带静电，最重要的是不要穿合成纤维内衣，也不要让合成纤维的面料与皮肤接触。从纤维电阻值来看，应该穿粘胶纤维、棉和麻。可是，用麻纤维做内衣夏天穿还可以，若要在其它季节显然并不舒服。因此一般穿棉的比较多，但是棉纤维的含湿性远不及粘胶纤维，而且粘胶纤维的柔软性也要比棉纤维还好。因此从人体皮肤保湿和穿着柔软舒适，以及纤维的电阻值来看，科学健康的消费观念是选择穿粘胶纤维，用粘胶纤维面料做内衣是最合适的。而粘纤含湿性能出色，具有超强的抗静电性能，不会产生附着在身体上的感觉，因而十分滑爽，这是其它纤维所无法比拟的。
当前，追求着装更休闲、更舒适已成为一种时尚。其中对内衣的柔软性就是重要的一条。一些国家还规定婴儿服装和床上用品禁用合成纤维面料，为的是保护皮肤和服用性更舒适。
目前，日本、欧盟等发达国家都对婴儿服装有严格要求，都要遵从国际纺织标准Oko-Tex100，在我国则要遵从HJB30-2000生态纺织品标准。对于婴儿服装一般都以简单、温暖、柔软为主要原则。
而粘胶纤维的柔软性要优于棉和Lyocell以及其它化学纤维。正因为粘胶纤维的吸湿性和柔软性好，所以广泛被加工成水刺无纺布，用于卫生领域和各种一次性擦拭用布。
粘胶纤维纺织工艺流程
纺织用国产棉与部分进口棉，由于皮辊轧工，棉籽、籽棉、棉结、并丝等大杂质多，含杂率较高，短绒率较高。开清棉处理为了能全面的清理原棉杂质就以增加落杂，排除短绒为主，故工艺处理措施：开棉机多采用单轴流开棉机或混开棉机、六滚筒开棉机和豪猪式开棉机，纤维的开松打击点多，机械也要求配置适当速度，增加开松除杂效能，对纤维采用薄喂细打和自由打击，适当放大落杂区尘棒隔距，主要打手与尘棒间隔距放大，增加落杂。
枯胶纤维含杂很少，只有少量并丝，胶块，因此对粘纤纺织工艺以“多松少打，少落多梳、充分混合”为原则，根据纤维的线密度、单强和包装松紧度配置打手速度，一般比纯棉纺纱机器速度减慢15％～30％。打手形式采用梳针式，单辊锯齿式；清棉机采用梳针或综合式打手，以求轻打多梳。
目前，由于国内棉花存在巨大的供需缺口，粘胶纤维的纺织生产不但开松打击点比棉纤维少，原料成本低，纺织工艺流程也比棉纤维的工艺流程短，今天，在纺织行业原料短缺的情况下，粘胶纤维的生产对纺织工业来说既填补丁原料短缺的能源危机，又使原棉废料、杂质再利用保护了环境。
当代纺纱工艺技术目前发展有：环锭纺、紧密纺、赛络纺、转杯纺、涡流纺等。这几种纺纱体系它们所具有不同的特征，不同的纺纱结构，可纺纱支数范国、自动化程度、费用结构、最终产品外观等的优缺点，结合粘胶纤维以上所述的本质特性与棉纤维相比，粘胶纤维不管是纯纺还是混纺，可纺性比棉纤维要好。
粘纤适用的染料
粘纤的染色性能是常用10种主要纺织纤维中最优良的纤维，这一特性满足了人们追求国际流行色的需求。无论是染整的物理处理和化学处理，还是漂、染、印和整理，各种纤维的染料对粘纤都适合，下面是各种纤维的适用染料表：
从表中可以看出，适用于粘胶纤维的染料最多，不仅比合成纤维多，也比与它有相同化学组成的棉花(都是由许多葡萄糖分子缩合而成)还多。据悉，目前粘纤已能染制出上千种艳丽的色彩。在放大500倍以上的显微镜下观察，我们可以发现，粘纤的单根丝表面有许多不规则沟槽，还有许多非结晶区，这些微观结构都有助于吸染和固色，因而，粘纤服装不仅染色艳丽，而且色牢度高不易褪色。
【关键词】 桥梁 碳纤维布 加固
碳纤维布加固修补结构技术是一种新型的加固技术，主要用于对钢筋混凝土及素混凝土结构进行加固修补混凝土结构的加固与修补工程。
1 碳纤维布的特点
（1）材料质轻高强：抗拉强度3200～3800MPa，为同截面钢材的10倍以上，比重2.0～3.0g/cm3，单层厚度0.15～0.2mm，用粘结剂将它与结构物粘贴后形成一体，厚度仅为2mm左右，基本上不增加构件截面，而结构物自重的增加几乎可以忽略，能可靠地保证与原钢筋混凝土构件共同工作，获得优异的补强效果；适用面广，广泛适用于建筑物桥梁隧道等各种结构类型、结构形状的加固修复和抗震加固及节点的结构加固。
（2）施工便捷：占用场地少，不需大型机具，没有湿作业，无需动火，无需现场固定设施，施工工效高。
（3）高耐久性：不会生锈，非常适合高酸、碱、盐及大气腐蚀环境中使用，还具有抗疲劳强度高，耐磨损、抗老化等优点。
2 加固原理
加固原理：将碳纤维布，采用高性能的碳纤维配套树脂浸渍胶粘结于混凝土构件的表面，利用碳纤维材料良好的抗拉强度，达到增强构件承载能力及强度的目的。下面对碳纤维复合材料和粘结材料进行重点介绍：
2.1 碳纤维复合材料
碳纤维复合材料通常有纤维合基体组成。加固砼结构用的纤维材料目前主要有三种：玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维。碳纤维复合材料的力学特点是其应力应变量完全线弹性，不存在屈服点或塑性区。由于碳纤维材料具有高强、轻质、耐腐蚀、耐疲劳等优异物理力学性能，以及现场施工便捷，所以是旧桥加固补强的理想材料。
加固砼构件所用的碳纤维布，是由碳纤维长丝经变制而成制成的柔软片材。目前可用于旧桥结构加固的碳纤维有单向碳纤维布、单向碳纤维交织布、双向碳纤维交织布及单项压层材料等，可根据不同的结构部位和受力特性与方向等，选择相应的碳纤维布进行加固。
2.2 粘结材料
粘结材料是性能保证碳纤维布与砼共同工作的关键，也是两者之间传力途径的薄弱环节。因此，粘结材料应有足够的刚度与强度保证碳纤维与混凝土间剪力的传递，同时应有足够的韧性，不会因混凝土开裂导致脆性粘结破坏。此外，由于旧桥加固均在野外，所以粘结材料还应能在一般气候条件下固化，且固化时间合适（一般保证有3h左右），具有适宜的流动性和粘度，固化收缩率小。
粘结材料是既能将连续纤维状的碳纤维结合在一起，同时又能与混凝土表面粘合的系列粘结材料。它主要包括三类材料：底层涂料、整平材料和浸渍树脂。
底层涂料（底涂胶）在处理好的混凝土表面上，涂一层很薄的底层胶，既可以浸入混凝土表面，强化混凝土表面强度，又可以改进胶结性能，从而使混凝土与碳纤维布之间的粘结性得以提高。因此要求底涂料胶必须具有很低的粘度，以及与混凝土间良好的粘结性能，以便于涂刷在混凝土表面后，胶粘剂能渗入混凝土结构中。为保证性能，应尽量避免使用溶剂型胶。
整平材料（找平胶）碳纤维布只有与所加固补强的混凝土表面紧密接触，才能产生良好的补强效果。但混凝土表面的锐利突起物、错位和转角部位等都可能使碳纤维布产生损伤，并引强度降低。混凝土的底层涂料至触干燥后，必须用找平胶进行找平，同时将矩形断面直角打磨后补成圆弧状。
找平胶应具有优良的力学性能，以及良好的施工性能与触变性能。在施工过程中，找平胶应易于操作，且不随时间的延长出现明显的变形，同时应防止胶的滴挂。一般的普通环氧树脂的粘结强度和强韧性都达不到找平胶的要求，不应调配使用。
浸渍树脂（粘结主胶）浸渍树脂在粘结材料中起着至关重要的作用，它连接底胶与碳纤维布。它的粘度应控制在一定的范围，有利于浸渍树脂顺利地将碳纤维布粘附于混凝土表面，经过碾压，使浸渍树脂很容易浸透碳纤维布，形成一个复合性整体，共同抵抗外力作用。
浸渍树脂不仅应具有良好的渗透性以利于浸透碳纤维布，同时还应具有一定的初粘力，防止粘结的碳纤维布塌落而形成空洞或空隙。并且本身应具有良好的触变性，易于施工且不会发生明显的滴淌现象。另外，胶粘剂与碳纤维的相如性和粘结力必须极好，才能满足纤维布和混凝土形成预定的复合材料。
防护材料（罩面胶）罩面胶是为了施工表面美观和保护碳纤维布。只要求材料能涂覆在碳纤维布表面，并不脱层，不掉落，能长期在冷热干燥的空气中稳定，防止复合材料被紫外线直接照射。
胶与胶的相容性 用碳纤维布加固补强的施工过程中，胶是一层一层叠加上去复合而成的，与砼直接接触的只有底涂胶、找平胶，而粘结主胶、找平胶、碳纤维布和罩面胶相连；因此不同胶之间的相容性粘结性应予以充分的考虑。
3 加固受力特点分析
与传统的其它加固方法相比，采用碳纤维布加固旧桥能最小程度的改变原有结构的应力分布，保证在设计荷载范围内与原结构共同受力。
将抗拉性能优良的碳纤维布粘贴到梁体地面或箱梁内壁上，使其与原结构一起受力，及碳纤维布可以与原结构内部的钢筋一道共同承受拉力，以提高旧桥的承载力。
沿桥梁的主拉应力方向（或与裂缝正交方向）粘贴碳纤维布，两端分别设置锚固端，据此可约束混凝土裂缝、防止裂缝再扩展，从而达到提高构件抗弯刚度、减少构件挠度、改善梁体受力状态的目的。
碳纤维布加固混凝土构件，在提高其受弯承载力的同时还可能影响受弯构件的破坏形态。当碳纤维布用量过多时，构件的破坏形态将由碳纤维被拉断引起的破坏转变为混凝土突然被压碎的破坏。与此同时，由于碳纤维为完全弹性的材料，它与钢筋的共同工作会减弱钢筋塑性性能对构件延性的影响。碳纤维布用量过多，构件延性将有所降低，因此，碳纤维布用于钢筋混凝土梁式桥的加固补强时，应根据实际情况合理使用。
试验研究证实，碳纤维布能够提高混凝土梁抗剪承载力，其作用机理与箍筋类似，同时还能明显改善构件的变形性能，增强构件的变形能力。
碳纤维布与混凝土基层界面，可分为两个界面区，即混凝土基层与粘结树脂界面区、粘结树脂与碳纤维布界面区。粘结性能的本质是接触面间的相互作用，宏观上表现为液态聚合物浸润表面后形成的机械锁结，微观上表现为分子扩散后相互缠结作用，或化学键作用，或静电吸引作用，或其符合作用。
4 碳纤维布加固旧桥特点
（1）不增加永久作用及断面尺寸；（2）可适应不同构件形状，成型很方便；（3）施工简便；（4）采用碳纤维布加固补强，对原结构不产生新的损伤；（5）能有效地封闭混凝土的裂缝；（6）碳纤维布（片）具有优良的耐化学腐蚀性；（7）不影响结构的外观。
5 碳纤维布加固设计计算要点
由于碳纤维布加固后在最后破坏时的突然性（拉断或剥离等脆性破坏），其承载力极限状态不能按普通钢筋混凝土的定义，一般应按碳纤维抗拉强度的2/3进行抗弯承载力计算。
采用碳纤维布加固旧桥，目前一般的计算方法是将碳纤维布按照一定的标准（例如强度或允许应力）近似换算成一定用量的钢筋，然后按照传统的钢筋混凝土受力分析模型进行理论分析。虽然是近似计算方法，但理论分析结果与实验数据吻合得很好，因此在一般情况下是适用的。
6 施工工艺
（1）施工准备。拟定施工方案和施工计划，应对所使用的碳纤维片材、配套树脂、机具等作好施工前的准备工作。
（2）基面处理。1）混凝土表面的劣化层（如浮浆、风化层等）要用砂轮机进行清除和打磨，露出混凝土结构层；2）基面错位与突出部分要磨平，转角部位要进行倒角处理；3）裂缝部分按设计要求对裂缝进行灌缝或封闭处理。
（3）基面的清洗。1）先用钢丝刷将表面松散浮渣刷去，然后用压缩空气除去粉尘；2）用丙酮或无水酒精擦试表面，也可以用清水冲洗，但必须保证其充分干燥后才能进行下道工序的施工。
（4）涂刷底胶。1）按比例准确配置好底胶并搅拌均匀，注意一次调和量应在可使用时间内完成，超过时间的绝对不能使用，以确保粘结质量；2）用滚筒或刷子均匀地涂抹在基面上，注意直接均匀涂抹，自然风干。如在冬季施工时胶的粘结都较高，不能涂的太厚；3）底胶硬化后，使表面有凸起部分时，要用磨光机或砂纸打光；4）待底胶指触干燥后，进入下道工序。
（5）粘贴面的修补。1）若发现粘贴面上有凹入部位，应用找平胶进行修补，保证粘贴面的平整，以确保加固效果；2）待找平胶指触干燥后进入下一道工序。
（6）粘贴碳纤维布。1）在待粘贴面上划出各层位置；2）依设计尺寸裁剪碳纤维布，应根据现场施工经验和作业空间确定下料长度，若需要进行接长时，接头的长度应根据实际情况而定，一般不得小于15cm；3）下料数量应以当天能用完为准；4）粘贴碳纤维布时，应依设计位置由上而下，由左至右有秩序地粘贴，并以滚筒压挤贴片，是碳纤维布与浸渍树脂充分结合，同时以压板去除气体；5）即时观察贴片是否密实，若发现有间隙或气泡时，应及时处理。
（7）罩面防护处理。1）粘贴完碳纤维布后，即时在其表面再制衡均匀涂抹一层浸脂树脂，自然风干；2）确保贴片表面已充分风干结合后，在其表面涂抹罩面胶或采取其他措施处理，以保证各层胶的耐久性。
7 粘贴施工要求
（1）对被加固构件的基面要求。因为用碳纤维布加固混凝土构件是依赖于碳纤维布与构件表面的粘贴效率，所以要求基面的混凝土强度等级不低于C15。同时要求被加固构件应具有良好的保护层，即基面平整且具有一定强度。对于构件有剥落、起皮、腐蚀、裂缝及严重碳化表面缺损，必须先进行修复，并应将粘贴基面打磨平整、清理干净，且不应存在尖锐棱角和浮灰粉尘，防止碳纤维布的局部剥断破坏和粘贴失效。
（2）碳纤维布的粘贴。用碳纤维布加固混凝土构件宜采用薄布多层的粘贴方法，使其与粘贴材料充分浸润，确保粘贴效率。对于受弯构件宜在受拉区沿轴向平直粘贴碳纤维布进行加固补强，并在主纤维方向的断面部进行附加锚固处理。
（3）碳纤维布的搭接与截断。加固的碳纤维布一般不应采取沿主纤维方向的搭接，尤其是对受拉构件和受弯构件受拉区的加固。根据国内外对碳纤维布与混凝土间粘结锚固的试验结果，粘结应力主要集中于端部100mm范围内，粘结破坏是脆性的，且粘结应力一般不会产生扩展。因此，若碳纤维布确需搭接时，其搭接部位应避开构件应力最大区段，搭接长度不应小于100mm，且搭接接端部应平整无翘曲。多层搭接的各层接口位置不应的同一截面，每层接口位置的净距宜大于200mm。
（4）粘贴碳纤维布施工安全措施及注意事项。1）裁剪及使用碳纤维布时应尽量远离电源，尤其是高压电线及输电线路。由于碳纤维布为导电材料，因此配套用胶要密封储存，远离火源，避免阳光直接照射，施工时应远离电器设备及电源，或采取可靠的防护措施。2）由于碳纤维布脆性大，抗折能力差，同时为了保证其整体完整性及施工质量，施工过程中务必要避免碳纤维布的弯折；配置及使用胶的场所必须保持良好的通风；碳纤维布实际粘贴面积应不少于设计量，位置偏差应不大于10mm，碳纤维布粘贴好以后，在其表面抹20厚M15水泥砂浆做表面防护，施工过程中应考虑环境湿度对树脂固化的不利影响。3）现场施工人员工作服应穿戴整齐，佩戴口罩和手套，在施工过程中及施工结束后，现场人员严禁吸烟，严格按照相关岗位安全责任制，落实各项安全生产条款要求。4）施工结束后的现场验收以评定碳纤维布与混凝土之间的粘结质量为主，用小锤等工具轻轻敲击或手压碳纤维布表面来检查，以回声来判断粘结效果，总有效粘贴面积不应低于95%，如出现空鼓等粘贴不密实现象，应采取针管注胶的方法进行补救，若粘结面积小于90%，则判定为粘结无效，需重新施工。5）对于碳纤维布粘贴面积在1000m2以上的工程，为检验其加固效果应与建设单位协商进行荷载试验，其结构变形等各项指标均应满足国家相关规范规定的设计及使用要求。6）碳纤维布的施工应根据胶质的要求选择合适的天气进行施工，施工宜在5℃以上环境温度下进行，并应符合配套树脂的施工使用温度，环境温度低于5℃时，应使用适用低温环境的配套树脂或采用升温处理措施。7）工程验收时必须有碳纤维及其配套胶料厂家所提供的材料检验证明，每一道工序结束后均应按工艺要求进行各工序隐蔽过程检验与验收，作好相关的验收记录，如施工质量不能满足规程要求，应立即采取补救措施或返工。
（5）加固所用的碳纤维布及其配套粘结材料均应有厂家所提供的材料检验证明和合格证。
参考文献：
[1]《工程结构加固材料安全性鉴定技术规范》.
[2]《碳纤维施工验收规范》.
[3]《混凝土结构加固设计规范》.
【关键词】碳纤维、底涂胶料、整平胶料、粘结胶料
一、 表面粘贴碳纤维布加固的优点：
众所周知，对现有建筑物及构件有加固方法很多，常见的加大方法有：加大构件截面加固法，裂缝压力灌浆加固法，构件表面条、带状喷射混凝土加固法，构件双面或单面配筋喷射混凝土加固法，构件表面粘贴钢板加固法，以及构件表面粘贴碳纤维布加固法等许多加固方法，为什么本文只谈表面粘贴碳纤维布加固法呢，主要是它具备如下优点：
1. 材料柔软、易粘贴、质量易于保证
碳纤维材料柔软，易贴附，施工时有效粘结面积基本达100%，局部出现气泡可用针管注胶修复，易于发现加固缺陷且方便补救。
2. 易于施工，不受条件限制
碳纤维施工过程中可按实际需要尺寸现场裁剪，可用于曲面等不规则形状的加固。施工时不需要大型机具，手工作业可方便处理曲面、拐角，不需要机械固定。
3. 适用范围广，不受现有建、构筑物构件限制
碳纤维加固可广泛用于各种类型结构，各种结构形状的加固修复，可用于建筑梁、板、柱、墙等的加固，也可用于以及桥梁、隧道、烟囱、筒仓等其它土木工程的加固补强。
4. 材料轻质、对原有构件影响小
碳纤维加固施工时，每一层粘贴厚度0.3-0.6mm，每一层质量400-600g/m2，基本不增加结构自重和结构尺寸，不会损伤原结构。
5. 加固与混凝同工作性能好
碳纤维加固通过3种粘结材料粘接，与混凝土形成一个复合整体，共同工作性能好。
6. 加固后耐久性好，耐酸、碱、盐及大气环境腐蚀性强
碳纤维加固后的构件耐久性优异，可耐酸、碱、盐及大气环境的腐蚀。碳纤维布加固后的构件可提高柱延性（抗震能力）2至4倍，可增加梁、板的抗弯能力30%至100%；可增强梁、柱抗剪能力30%至80%；可提高柱、墙承压能力20%至50%。
7. 碳纤维抗拉强度高
碳纤维自身的抗拉强度高，是Ⅱ级钢筋的10倍以上。
二、 碳纤维材料的性能
表面粘贴碳纤维布加固法具有众多的优点，主要是由碳纤维材料自身性能决定的。高性能碳纤维的强度可比钢材高很多，普通碳纤维的弹性模量与钢材相当，而拉伸强度为普通钢材的十几倍，在达到相同加固效果的情况下，碳纤维的用量比钢材少得多，这是碳纤维片材在加固工程中应用较多的一个重要原因。
三、 表面粘贴碳纤维布加固施工工艺
1. 配置粘贴剂
1） 将原材料按不同配合比称量准确，分别配置底涂胶料、整平胶料及粘结胶料。先将稀释剂加入聚合物主料内搅拌均匀，再将填料加入继续搅拌至均匀，最后加入固化剂，充分搅拌后即可使用。
2） 配置胶料时应注意以下事项：底涂胶料每次配置量以1-2公斤为宜；整平胶料每次配置量以0.5-1公斤为宜；粘结胶料每次配置量以1-2公斤为宜。
3） 所有配置好后的胶料要求于1小时内施工完毕。
2. 处理基底
1） 需加固构件的混凝土表面如出现剥落、蜂窝、腐蚀等劣化现象的部位应予剔除，对于较大面积的劣质层，在剔除后应用聚合物水泥砂浆进行修复。
2） 当有裂缝部位时，应先进行封闭处理。
3） 底涂胶料施工前，应先将构件基面的混凝土要打磨平整，尤其是表面的凸出部位要磨平，转角粘贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状。
4） 用吹风机将构件表面清理干净并保持干燥，使用中国建科院研制生产EC高强度聚合物砂浆修补表面凹陷底部分。
3. 底胶涂抹
1） 按一定比例将主剂与固化剂先后置于容器中，用搅拌器搅拌均匀，根据现场实际气温决定用量，并严格控制使用时间。
2） 用滚桶刷或毛刷将胶均匀涂抹于构件表面，厚度不超过0.4mm，并不得漏刷或有流淌、气泡，等胶固化后（固化时间视现场气温而定，以手指触感干燥为宜，一般不小于2小时），再进行下一道工序。
4. 用整平胶料找平
1） 构件表面凹陷部位应用刮刀嵌刮整平胶料修补填平，模板接头等出现高度差的部位应用整平胶料填补，尽量减少高差。
2） 构件转角的处理，应用整平胶料将其修补为光滑的圆弧，半径不小于20mm。
3） 整平胶料须固化后（固化时间视现场气温而定，以手指触感干燥为宜，一般不小于2小时），方可再进行下一道工序。
5. 粘贴碳纤维布（用粘结胶料）
1） 按需求的尺寸裁剪碳纤维布，除非特殊要求，碳纤维布长度应在3m以内。
2） 配置、搅拌粘贴胶料，然后用滚筒刷均匀涂抹于所粘贴部位，在搭接、拐角部位适当多涂抹一些。
3） 用特制光滑滚子在碳纤维布表面沿同一方向反复滚压至胶料渗出碳纤维布外表面，以去除气泡，使碳纤维布充分浸润胶料。
4） 多层粘贴应重复以上步骤，待纤维表面指触感干燥为宜，方可进行下一层碳纤维布的粘贴。
5） 在最外一层碳纤维布的外表面均匀涂抹一层粘贴胶料。
6. 表面防护
用人工搅拌1：2水泥砂浆（掺5%107胶，为保持新旧混凝土接缝处结合好，掺用UEA膨胀剂）即可，砂浆面层用铁抹压光恢复。
四、 表面粘贴碳纤维布加固施工工程验收
1. 工程验收时必须有碳纤维及其配套胶料厂家所提供的材料检验证明。
2. 每一道工序结束后均应按工艺要求进行检验，作好相关的验收记、施工结束后的现场验收以评定碳纤维布与混凝土之间的粘结质量为主，用小锤等工具轻轻敲击碳纤维布表面，以回声来判断粘结效果，如出现质量问题，应立即返工。
关键字：碳纤维；桥梁加固；施工；质量
一、 碳纤维材料的基本特性
碳纤维增强复合材料补强加固所采用的基本材料是高强度或高弹性模量的连续碳纤维，单向排列成束，用环氧树脂浸渍固化的碳纤维板或未经树脂浸渍固化的碳纤维布，统称碳纤维片材。将片材用专门配制的粘贴树脂或浸渍树脂粘贴在桥梁混凝土构件需补强加固部位表面，树脂固化后与原构件形成新的受力复合体，共同工作。
1、 碳纤维片材
片材碳纤维材料的拉伸强度在(2400～3400)MPa之间，与普通碳素钢板拉伸强度为240MPa相比，片材的拉伸强度很高。
片材碳纤维材料的弹性模量依片材力学性能不同，碳纤维片材依力学性能分成高模量、高强度和中等模量三类。高模量碳纤维片材的弹性模量较高，但其伸长率较低。
相比之下，碳纤维片材的单位重比钢材低许多，说明碳纤维片材较轻。碳纤维的化学结构稳定，本身不会受酸碱盐及各类化学介质的腐蚀，有良好的耐寒和耐热性。
2、 配套树脂类粘结材料
混凝土结构加固修补配套树脂系统包括底层涂料，用于渗透过混凝土表面，促进粘结并形成长期持久界面的基础；就公路混凝土桥梁用碳纤维片材加固技术而言，环氧树脂在不同施工环境温度下固化性能有十分重要的意义，因为这涉及到粘贴工作质量与如何尽量减少桥上正常交通中断时间紧密相关。采用专配的环氧树脂材料，在混凝土施工表面温度(10～40)摄氏度时，粘贴环氧树脂固化时间约15小时以上，但粘贴后就可以使用的时间为45分钟以上，专配的环氧树脂材料的这一性能是完全适合混凝土桥梁的加固工作。
二、 碳纤维材料在桥梁加固中的工艺流程及施工要点
根据碳纤维的设计及加固原则，为了使碳纤维粘贴效果达到预期目标，碳纤维在进行粘贴时，一般按以下工艺流程进行施工：卸荷基面处理涂刷底胶(FP胶)修补粘贴面粘贴碳纤维(CFRP)表面处理与防护。
1、 卸荷
在进行对梁体加固前，必须卸去梁体上的全部或主要荷载，卸除荷载后的梁体需静置到稳定状态后方可进行加固工作。
2、基面处理
（1）将所需加固的构件表面层除去并研磨至粗骨出现为止，然后，除去净粉尘，并使其干燥；
（2）将构件锐角处磨成1.2cm以上圆角，以免因补强后造成应力集中降低补强效果；而对构件凹坑部位则需使用与梁体混凝土强度相同等级的环氧树脂砂桨进行补平，使凹坑面形成平顺段，以利于粘贴；
（3）对梁体裂缝进行一般封闭处理。
一般采用TK型注缝胶和TZ型封缝胶相结合进行梁体封闭处理。
3、涂刷底胶
（1）按2:1比例将底胶(FP)的主剂和固化剂先后放人容器内，用低速搅拌的方法使其充分均匀，搅拌时间为10～15min为宜，一次搅拌量根据现场情况而定，但必须在1h内涂刷完，主要原因是固化剂受胶体自身胶化时间和胶体的延展性，以及温度、湿度和环境因素影响较大，另一方面，不同温度、湿度下所涂刷的胶体其厚度不均匀。
（2）涂刷方式应根据施工条件合理选择，一般采用滚筒刷自上而下的方法进行。
（3）涂刷底胶前必须做好构件的除湿保温工作，涂刷底胶后，应对梁体进行防尘保护．底胶固化的时间一般约为3～24h，涂刷遍数一般按2遍进行控制。
（4）底胶硬化后若表面出现流痕皱折等凸起部位，需用磨光机打磨至平整．同时还要进行除尘处理。
4、修补粘贴面
本道工序为碳纤维粘贴前的再修补工作，底漆干燥后，将缺陷填补材料填涂在缺陷处．填涂后的施工面使用适当工具加以修整．使整个施工面平整光滑。其要求同基面处理。
5、粘贴碳纤维
（1）粘贴方向的确定
①凡梁、板构件其受拉面进行抗弯加固时，碳纤维粘贴方向（经线方向）与构件纵轴线一致。以达到抗弯目的。
②凡梁、柱式构件需进行封闭式或侧面粘贴加固时，其碳纤维的纤维（经线）方向需与构件的纵向轴线垂直以达到抗剪效果。
③由于梁体缺陷不可能规则化，如梁体裂纹以及裂纹的发展方向等因素，因此在进行粘贴碳纤维加固梁体时，其粘贴纤维（经线）的方向还必须注意与供货商磋商，以得到供货商的技术指导。
（2）下料：碳纤维的下料长度，应根据梁体所需加固长度而定，若需搭接其顺向搭接长度应不少于15cm为宜，若需固定应采用横向碳纤维粘贴固定，其固定宽度不少于10cm，进行梁体抗剪加固时，梁底转角部位的倒角处理范围以倒角半径不少于lcm为宜。
（3）粘贴
①FR胶主剂及硬化剂依2:1定配比称重后充分搅拌均匀，一次搅拌量不得大于1h时间内完成的施工量。超过可使用时间的材料不可再使用(调配和使用方法与底胶相同)。
②施工面以滚筒毛刷含浸胶体均匀涂刷。
③将碳纤维贴片粘合在含浸胶体的涂布上，并用刮刀沿着纤维方向用力刮平以除去气泡。
④利用脱泡滚轮沿着纤维方向来回滚压以充分粘贴和除去气泡。
⑤在已贴妥之纤维贴片上，再将胶体均匀涂刷后重复步骤．纤维贴片粘贴30min后才能进行上层胶体涂刷，期间要注意贴片是否有浮起或错位现象，若有则以滚轮或刮刀压平修整。
⑥2层以上贴层，重复步骤②～⑤，根据施工情况可确定1日1层或2日1层进行施工
⑦粘贴时应注意对混凝土转角处要适当多涂刷胶体。
⑧在最后一层碳纤维的表面均匀涂刷一层FR胶体。
⑨粘贴施工完成后应注意做好已贴碳纤维梁体的保温、防湿养护工作，其温度以15℃～2O℃为宜，养护时间为7d，实践表明，养护工作的好坏直接关系到胶体和碳纤维的最终组合强度以及加固效果，不可忽视。
6、表面防护
梁体被碳纤维加固后，为保证胶体的耐久性和防腐、防火性能，其表面应喷涂防火涂料进行保护。
三、 施工过程中应加强对施工质量缺陷的预防
（1）桩顶夹泥松散的预防：灌注混凝土时可比原设计多灌注80～100cm的混凝土(该部位不设钢筋)，待混凝土达到3d强度后，用人工凿除多余部位，这样就保证了桩顶混凝土的强度。