碳纤维加固前基材表面处理的重要性

在碳纤维加固工程中，基材（混凝土）表面处理是决定加固成败的核心前置工序，直接影响碳纤维布与混凝土的粘结强度和加固系统的长期耐久性，其重要性可从粘结原理、性能影响、工程风险三个维度解析：

一、从粘结原理看：表面处理是 “机械咬合 + 化学粘结” 的基础

碳纤维加固的核心是通过浸渍胶，让碳纤维布与混凝土基材形成协同受力的复合体系，而这个体系的建立依赖两个关键作用：

化学粘结：浸渍胶中的环氧树脂与混凝土表层的水泥水化产物发生化学反应，形成化学键连接；

机械咬合：混凝土表面的微观粗糙面，会与胶层形成物理嵌锁结构，增强界面摩擦力。

若基材表面未处理，浮灰、油污、松散层会在胶层与混凝土之间形成 “隔离层”，直接阻断化学粘结和机械咬合 —— 相当于在两块木板之间垫了一层塑料膜，即便胶水再好，也无法实现牢固粘结。

二、表面缺陷不处理会引发的核心问题

1. 粘结强度大幅衰减，加固效果 “形同虚设”

混凝土表面的浮灰、砂粒会降低胶层与基材的接触面积，导致粘结强度下降40%~60%，甚至出现 “碳纤维布剥离破坏”（加固失效的典型模式），无法将碳纤维的高强性能传递到混凝土构件上。

表面油污会破坏环氧树脂的浸润性，胶层易出现 “缩孔、翘边”，固化后与基材之间形成微小缝隙，受力时缝隙会快速扩展，最终导致碳纤维布脱落。

2. 耐久性严重受损，缩短加固系统寿命

未清理的孔隙、裂缝会残留水分和空气，在温湿度变化或荷载作用下，水分会渗透到胶层界面，引发胶层老化、混凝土冻融破坏，导致加固系统的设计寿命从 50 年缩短至 10~15 年。

若基材表面有松散酥松层，加固后酥松层会在受力时率先破坏，进而带动碳纤维布局部脱粘，引发连锁性失效。

3. 碳纤维布铺贴质量差，出现空鼓、褶皱

混凝土表面不平整（如凸起、凹陷），铺贴碳纤维布时易产生褶皱，褶皱处受力时应力集中，会成为碳纤维布断裂的薄弱点。

表面粉尘未清理干净，会导致胶层厚度不均，局部胶层过薄无法充分浸润碳纤维，形成 “干斑”，最终发展为空鼓。

三、规范的基材表面处理标准流程

根据《混凝土结构加固设计规范》GB 50367-2013，基材表面处理需遵循以下步骤，才能保障加固效果：

基面清理：先用角磨机清除表面浮灰、油污、松散混凝土层，直至露出坚实的混凝土骨料；油污需用丙酮或专用除油剂擦拭干净，再用清水冲洗晾干。

缺陷修补：对宽度＞0.2mm 的裂缝，采用灌缝胶灌注修补；对表面凹陷、孔洞，用找平胶或环氧砂浆修补，确保表面平整度误差≤3mm/2m。

粗糙化处理：用角磨机配金刚石磨片打磨表面，形成均匀粗糙面（粗糙度宜控制在 0.5~1.0mm），既能增大接触面积，又能增强机械咬合力；严禁用喷砂处理（易破坏混凝土内部结构）。

除尘干燥：打磨后用高压气泵（压力≥0.5MPa）吹除粉尘，再用干净抹布擦拭；基材表面含水率需≤6%，若含水率过高，需烘干后再施工。

底胶封闭：对多孔、起砂的混凝土基材，涂刷一层专用底胶，封闭表层孔隙，减少后续浸渍胶的渗透损耗，同时提升胶层与混凝土的粘结力。

四、关键注意事项

表面处理后需在4 小时内铺贴碳纤维布，若间隔时间过长，表面会重新积灰或受潮，需重新打磨清理。

高温（＞35℃）或大风天气施工时，需对基材表面洒水降温或覆盖防尘，避免水分快速蒸发导致胶层失水开裂。

像上海辉鱼等优质品牌的碳纤维加固套装，通常会配套专用底胶和找平胶，且提供表面处理的技术指导，能进一步降低施工失误风险。