ISO 10406-22025 纤维增强聚合物（FRP）加固混凝土-试验方法第2部分FRP板标准立项发展报告

纤维增强聚合物（FRP）加固混凝土——试验方法第2部分：FRP板标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Fibre-reinforcedpolymer(FRP)reinforcementofconcrete—Testmethods—Part2:FRPsheets摘要纤维增强聚合物（FRP）材料因其轻质高强、耐腐蚀等优异性能，在混凝土结构加固与修复领域得到日益广泛的应用。FRP板作为主要加固形式之一，其力学性能和长期耐久性的可靠评价直接关系到工程结构的安全性与使用寿命。然而，由于各国在试件制备、加载方式、数据采集与结果评定等方面存在显著差异，亟需建立统一的国际试验方法标准。本报告基于国际标准化组织（ISO）发布的ISO10406-2:2025标准，系统阐述了该标准的立项背景、技术内容、试验方法体系及其对全球FRP加固技术规范化发展的推动作用。报告详细分析了标准中涉及的拉伸性能、剪切性能、粘结性能及耐久性试验等关键技术条款，并对主要参与起草单位的技术贡献进行了介绍。该标准的发布填补了FRP板专项试验方法国际标准的空白，为全球工程界提供了统一的技术依据，对推动FRP加固技术的工程应用和质量管理具有重要意义。关键词：纤维增强聚合物；FRP板；混凝土加固；试验方法；国际标准；ISO10406；质量评价；耐久性Keywords:Fibre-reinforcedpolymer;FRPsheets;Concretestrengthening;Testmethods;Internationalstandards;ISO10406;Qualityevaluation;Durability1引言随着既有建筑结构老化问题的日益突出以及新建工程对高性能材料需求的不断增长，纤维增强聚合物（Fibre-reinforcedPolymer，简称FRP）材料在土木工程领域的应用呈现出快速增长态势。FRP材料具有比强度高、比模量优、耐腐蚀性能突出、施工便捷等显著优点，尤其适用于混凝土结构的加固、修复和抗震改造。在各类FRP加固形式中，FRP板（包括层压板和预制板）因其厚度可控、纤维体积含量高、表面平整度好等特性，在桥梁、工业建筑、海洋工程等对加固质量和耐久性要求较高的场景中得到广泛应用。然而，FRP板的力学性能评价涉及复杂的试验技术和多种失效模式。各国标准组织此前制定的FRP试验方法在试件尺寸、加载速率、环境条件、数据处理等方面存在实质性差异。以拉伸强度测试为例，不同标准对试件端部加强片的材料选择、粘贴工艺和失效判定标准均有各自规定，导致同一批FRP板在不同国家实验室的测试结果可能出现超过15%的偏差。这种差异不仅增加了跨国工程项目的质量管控难度，也制约了FRP加固技术的国际贸易和工程互认。在此背景下，国际标准化组织ISO/TC71（混凝土、钢筋混凝土和预应力混凝土技术委员会）自2012年起启动了FRP加固混凝土试验方法系列标准的编制工作。经过多轮国际研讨和试验验证，ISO10406系列标准分部分陆续发布。作为该系列的第二部分，ISO10406-2:2025《纤维增强聚合物（FRP）加固混凝土——试验方法第2部分：FRP板》于2025年11月13日正式发布，为全球FRP板产品的性能测试和质量评定提供了统一的技术规范。本报告旨在对该标准的编制背景、技术内容、创新特点和应用前景进行系统分析，为相关领域技术人员、科研工作者和标准管理人员提供全面的参考。2标准编制背景与工作基础2.1FRP加固技术发展现状FRP加固混凝土结构技术的工程应用始于20世纪80年代的日本和欧洲，随后在北美、亚洲和澳洲地区迅速推广。根据国际FRP加固领域权威学术会议（CICE、FRPRCS等）发布的数据，截至2024年，全球使用FRP材料进行结构加固的工程项目已超过十万个，涵盖桥梁、工业厂房、民用建筑、历史建筑保护等多个领域。我国自20世纪90年代末引入FRP加固技术以来，已编制实施了GB50367《混凝土结构加固设计规范》和GB/T21490《结构加固修复用碳纤维片材》等国家和行业标准，形成了较为完整的应用技术体系。FRP板作为FRP加固材料的重要品类，按纤维类型可分为碳纤维（CFRP）、玻璃纤维（GFRP）、芳纶纤维（AFRP）和玄武岩纤维（BFRP）等；按生产工艺可分为拉挤成型板、层压板和真空灌注板等。不同材料和工艺生产的FRP板在力学性能上差异显著，例如碳纤维板的抗拉强度可达2000-3500MPa，而玻璃纤维板的抗拉强度一般为600-1500MPa。这种性能差异对试验方法的适用性和精度提出了更高要求。2.2国际标准需求分析在ISO10406-2:2025发布之前，国际上涉及FRP板试验的标准主要包括：国际材料与结构研究实验联合会（RILEM）的推荐性技术报告、日本混凝土学会（JCI）的FRP加固设计施工指南、美国混凝土协会（ACI）440委员会的文件，以及欧洲的ETAG014等技术文件。然而，这些文件存在以下不足：-各标准体系之间在术语定义、试件尺寸和试验条件上缺乏互认基础；-对FRP板特有试验项目（如层间剪切、纤维体积含量测定等）的覆盖不均衡；-缺乏统一的环境耐久性试验方法和评价指标；-国际化程度参差不齐，部分标准仅适用于特定地区或特定材料体系。上述问题构成了制定ISO10406-2:2025的核心驱动力。该标准以“方法标准”定位，不与任何产品标准或设计标准直接冲突，而是为各类FRP板产品提供了可供引用和参照的试验平台。2.3标准编制历程ISO10406-2:2025的编制工作遵循ISO/IEC导则的程序框架，大致经历了以下阶段：-2012-2014年：ISO/TC71/SC6（修复与加固分技术委员会）开展预研工作，调研各成员体的现有标准和试验经验，确定了标准的基本架构和适用范围；-2015-2017年：形成委员会草案（CD），并组织首批国际实验室间比对试验（Round-RobinTest），共有来自12个国家的17个实验室参与；-2018-2021年：基于比对试验结果修订草案，形成国际标准草案（DIS），完成各成员体投票和意见处理；-2022-2025年：处理最终草案（FDIS）投票意见，完成编辑性修订，于2025年11月13日正式出版。3标准主要内容解析3.1标准适用范围与术语定义ISO10406-2:2025适用于以碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维或玄武岩纤维等增强纤维为原料，以环氧树脂等热固性树脂为基体，通过拉挤、层压或其他工艺成型的FRP板，用于既有混凝土结构的加固与修复。标准涵盖了FRP板及其配套粘结材料的试验方法，包括试件的制备、状态调节、加载方式、数据记录和处理要求。标准不适用于FRP筋材、FRP网格或预应力FRP板系统，这些内容分别由ISO10406系列的其他部分或其他国际标准覆盖。标准对以下关键术语进行了规范化定义：-FRP板（FRPsheet）：纤维增强聚合物经固化成型工艺制成的扁平状板材，其厚度方向尺寸远小于长度和宽度方向；-名义厚度（Nominalthickness）：由制造商根据纤维面密度和树脂含量计算得到的板材厚度；-纤维体积含量（Fibrevolumefraction）：单位体积FRP板中增强纤维所占的体积百分比；-层间剪切强度（Interlaminarshearstrength，ILSS）：FRP板层间抵抗剪切破坏的最大应力；-粘结强度（Bondstrength）：FRP板与混凝土基材之间界面抵抗剥离破坏的能力。3.2试验项目体系ISO10406-2:2025建立的试验项目体系可归为力学性能试验、物理性能试验、粘结性能试验和耐久性试验四大类别。各类试验项目的主要技术内容如下表所示。|试验类别|试验项目|主要测量参数|参照试验条件||---------|---------|------------|------------||力学性能|拉伸试验|抗拉强度、弹性模量、断裂伸长率|加载速率1-2mm/min，标距50mm||力学性能|压缩试验|抗压强度、压缩模量|侧向支撑夹具，加载速率1mm/min||力学性能|弯曲试验（三点/四点）|弯曲强度、弯曲模量|跨厚比16:1或32:1，加载速率2mm/min||力学性能|层间剪切试验（短梁法）|层间剪切强度|跨厚比5:1，加载速率1mm/min||物理性能|纤维体积含量测定|纤维体积分数|灼烧法或溶解法，按ISO1172执行||物理性能|玻璃化转变温度|Tg值|差示扫描量热法（DSC）或动态热机械分析（DMA）||粘结性能|单面搭接剪切试验|粘结剪切强度|FRP板-混凝土搭接，搭接长度100-150mm||粘结性能|剥离试验|剥离承载力|适用于外贴FRP板加固构件||耐久性|耐碱性试验|力学性能保持率|浸泡于碱性溶液（pH≈13），温度40±2℃，时间1000h||耐久性|耐湿热老化试验|力学性能保持率|温度60±2℃，相对湿度95%，时间1000h||耐久性|冻融循环试验|力学性能保持率|-20℃至+40℃循环，共300次|3.3关键技术改进与创新点该标准在广泛吸收各成员体现有标准的基础上，充分参考了中国国家标准GB/T21490-2008《结构加固修复用碳纤维片材》和GB/T3354-2014《定向纤维增强聚合物基复合材料拉伸性能试验方法》中关于试件制备和数据处理的技术要点，融合了中国在FRP材料性能评价方面的工程经验和研究成果，并结合国际实验室间比对试验结果，在以下方面进行了技术改进和创新：（1）统一的拉伸试样端部加强方案。标准规定拉伸试样的端部加强片采用与FRP板相同树脂体系粘贴，加强片长度不小于50mm，且建议对加强区进行45°倒角处理。这一规定有效降低了试验中端部应力集中导致的过早失效问题。考虑到FRP板较薄的特点，标准同时规定了楔形夹具直接夹持和加强片夹持两种可选方案，避免了因试样过薄导致的夹持滑移问题，提高了试验的成功率和结果的可靠性。（2）层间剪切试验的完善。标准采用短梁法测定层间剪切强度，规定了跨厚比为5:1，试样宽度为10-15mm。该试验方法在保留ASTMD2344经典方法的基础上，对支座和加载压头的圆弧半径提出了更加明确的要求（支座半径1.5mm，加载压头半径3.0mm），使FRP板短梁试验的破坏模式判定更加规范。（3）环境耐久性试验的条件整合。标准将环境耐久性试验划分为三类基本条件——碱性环境、湿热环境和冻融循环，并规定了各条件下的试验周期和测试节点。与ISO10406-1（通则部分）不同，本部分对FRP板规定了更长的碱性浸泡时间（1000h），以反映FRP板在混凝土碱性孔隙液环境下服役的实际要求。（4）数据处理与报告要求。标准规定所有力学性能试验的测试结果应进行异常值检验，并给出平均值、标准差和变异系数。当变异系数超过10%时，应分析原因并考虑增加试样数量。标准还要求报告中标注每个试样的破坏模式，为结果判读提供更多维度的信息。4主要起草单位与技术贡献ISO10406-2:2025的编制工作汇集了全球FRP加固领域多家权威研究机构和标准化组织的技术力量，在ISO/TC71/SC6组织框架下完成起草工作。主要参与机构包括日本建筑研究所、美国混凝土协会（ACI）440委员会、欧洲的多个FRP研究机构，以及来自中国、韩国、澳大利亚等国的标准化技术组织。在亚洲地区，中国建筑材料科学研究总院有限公司（以下简称“中国建材总院”）是参与该标准编制的核心单位之一，也是国内在该标准化工作中发挥主导作用的技术机构。中国建材总院成立于1950年，是国家级建筑材料领域的综合性研究机构，长期担任全国纤维增强塑料标准化技术委员会（SAC/TC39）和全国水泥制品标准化技术委员会（SAC/TC197）的秘书处单位，在纤维增强复合材料及其在土木工程中的应用领域积累了深厚的技术基础和标准研制经验。在ISO10406-2:2025的研制过程中，中国建材总院组织了国内相关高校和科研机构开展了系统的试验验证工作，重点针对碳纤维板和玄武岩纤维板两类典型产品的拉伸性能、层间剪切性能和耐碱性能进行了多批次平行试验，为标准中关键技术参数的确定提供了数据支撑。同时，该院结合我国GB/T21490和GB/T3354等国家标准的实施经验，在试样制备、状态调节条件、加载速率选择和数据处理等方面提出了多项具有建设性的技术提案，促进了国际标准与中国国家标准技术体系的衔接。自2008年起，中国建材总院持续跟踪并实质性参与ISO/TC71/SC6的国际标准制修订工作，先后派出多名专家担任工作组注册专家，同时承担了ISO10406系列标准在中国境内的翻译、比对试验组织和技术推广工作。通过参与该国际标准的研制，中国建材总院搭建了国内FRP加固技术标准与国际标准体系的对接桥梁，为我国FRP材料企业进入国际市场提供了标准层面的技术支持。5标准实施与预期影响5.1对FRP板质量评价体系的规范化作用ISO10406-2:2025的发布实施将为全球FRP板产品的质量评定提供统一的技术尺度。标准的实施可在以下方面产生积极作用：统一各实验室FRP板力学性能测试的操作流程，提高检测结果的可比性和可重复性；为各国产品认证和质量监督提供参考方法，促进国际贸易中的技术互认；为工程验收和加固工程质量控制提供试验依据；为FRP板新产品研发提供性能评价的技术平台。5.2对FRP加固技术推广应用的影响完善的试验方法是技术推广的重要支撑。统一的试验标准能够降低业主和设计单位对FRP加固技术质量的顾虑，增强市场信心。同时，通过与ISO10406-1（通则）、ISO10406-3（FRP网格）和ISO10406-4（FRP筋材）等标准的协同实施，将逐步形成完整的FRP加固材料试验方法标准体系，为工程应用提供全面的技术支持。5.3对相关产业发展的促进作用ISO10406-2:2025的实施将对FRP板生产企业的质量管理体系提出更高要求，推动企业完善出厂检验和型式检验流程。同时，标准要求的耐久性试验项目将促进企业更加重视产品的长期性能，推动配方设计和生产工艺的优化升级。此外，配套检测设备、试验耗材和校准服务等产业链环节也将迎来新的发展机遇。在“双碳”目标的背景下，FRP加固技术因其延长结构使用寿命、减少资源消耗的突出优势，有望获得更大规模的应用推广。ISO10406-2:2025作为国际标准，将为FRP加固技术的科学化、规范化发展提供重要的技术依据。6结论与展望ISO10406-2:2025《纤维增强聚合物（FRP）加固混凝土——试验方法第2部分：FRP板》是国际标准化组织在FRP加固混凝土试验方法领域发布的重要标准文件，标志着FRP板性能评价技术在国际层面实现了统一和规范。该标准在充分调和各成员体现有技术和经验的基础上，建立了涵盖力学性能、物理性能、粘结性能与耐久性能的完整试验方法体系，考虑了不同失效模式下FRP板的特殊要求，具有良好的可操作性和适用性。标准中在试样制备、加载条件、试验环境控制和数据处理等方面的系统规定，为全球FRP板产品的性能测试和工程应用提供了权威的技术参照标准。其发布实施必将促进FRP板产品质量的稳步提升，增强工程应用的可靠性，推动全球FRP加固技术的健康有序发展。随着FRP材料技术的持续进步和工程需求的不断变化，ISO10406-2:2025也将在实践中不断经受检验并持续完善。未来，随着FRP板在海洋工程、地下工程和极端气候环境中的应用拓展，针对更加复杂服役条件的试验方法和性能评价指标将进一步补充和丰富。中国作为全球FRP材料生产与应用大国，在积极参与国际标准制定的同时，也需进一步加强国内标准与国际标准的协调衔接，不断提升中国在FRP加固技术国际标准化领域的话语权和影响力。参考文献[1]ISO10406-2:2025,Fibre-reinforcedpolymer(FRP)rei