DB2101 T0006—2018 聚丙烯纤维混凝土生产与应用技术规程.pdf

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1、 ICS 91.100.30 Q 13 DB2101/T 沈 阳 市 地 方 标 准 DB2101/T 0006 2018 聚丙烯纤维混凝土生产与应用技术规程 Technical Specification for Preparation and Construction of Polypropylene Fiber Concrete 2018 07 17 发布 2018 08 17 实施 沈阳市城乡建设委员会 沈阳市质量技术监督局 发布 前 言 本标准是根据沈阳市城乡建设委员会 2015年科研计 划 ， 由沈阳市政集团有限公司 会同 有关生产、施工、检测、科研 等单位共同编制 而成 。 为规

2、范聚丙烯纤维混凝土在沈阳地区工程建设中的应用，保证聚丙烯纤维混凝土及其结 构的质量，促进生产技术进步和科学施工，特制定本技术规程。在编制过程中，开展了专题 研究，进行了广泛的调查分析，认真总结国内外科研成果、施工经验，并在广泛征求生产、 检测、施工等单位意见的基础上，制定了本技术规程。 本规程主要内容包括：总则，术语及符号，原材料，聚丙烯纤维混凝土的生产与施工， 聚丙烯纤维混凝土质量检验等。 本规程由 沈阳市 城乡建设 委员会 负责管理，由沈 阳市政集团有限公司（地址：沈阳市铁 西区北一西路 52-1号；邮政编码： 110026，电话 024-62789777）负责具体技术内容解释 工作 ，

3、望各单位在使用本规程的过程中，总结实践经验，提出意见和建议。 本规程主编单位、参编单位和主要起草人、主要审查人员名单： 主编单位：沈阳市政集团有限公司 参编单位： 辽宁省城乡市政工程集团有限责任公司 沈阳建筑大学 沈阳市政地铁管片有限公司 沈阳市政路桥 工程 有限公司 沈阳政基市政工程质量检测有限公司 主要起草人 员 ： 孙大庆、 张涛、 高辉、 刘鹏飞、 孙亮、丁向群、 李晓、刘杰峰、 甄影、 夏志忠、徐进、 张会、 佟钰、 李树齐、 顾飞、 刘岩、 曹阳、曲锋、 聂春鹏、 杨苓、 张斌为 、 富尔康 主要审查人员： 李艺、杨彦海、邱连强、张大利、孙俊啟、王全、勾颖 目 次 1 总则 . 1

4、 2 术语及符号 . 2 2.1 术语 . 2 2.2 符号 . 2 3 原材料 . 3 3.1 一般规定 . 3 3.2 聚丙烯纤维 . 3 3.3 水泥 . 4 3.4 骨料 . 5 3.5 水 . 5 3.6 外加剂 . 5 3.7 矿物掺合料 . 5 4 聚丙烯纤维混凝土的生产与施工 . 6 4.1 一般规定 . 6 4.2 配制强度的确定 . 6 4.3 配合比计算 . 6 4.4 配合比试配与调整 . 7 4.5 聚丙烯纤维混凝土的生产 . 8 4.6 聚丙烯纤维混凝土的运输、浇筑与养护 . 9 5 聚丙烯纤维混凝土质量检验 . 10 5.1 一般规定 . 10 5.2 原材料质量

5、检验 . 10 5.3 聚丙烯纤维混凝土拌合物性能检验 . 11 5.4 聚丙烯纤维混凝土力学性能检验 . 11 5.5 聚丙烯纤维混凝土耐久性能检验 . 12 5.6 聚丙烯纤维混凝土结构质量验收 . 12 本规程用词说明 . 13 引用标准名录 . 14 条文说明 . 15 Contents 1 General provisions . 1 2 Terms and symbols . 2 2.1 Terms . 2 2.2 Symbols . 2 3 Raw materials . 3 3.1 General requirements . 3 3.2 Polypropylene fiber

6、 . 3 3.3 Cement . 4 3.4 Aggregates . 5 3.5 Water . 5 3.6 Chemical admixtures . 5 3.7 Mineral admixtures . 5 4 Preparation and construction of polypropylene fiber concrete . 6 4.1 General requirements . 6 4.2 Determination of concrete compounding strength . 6 4.3 Calculation of mixing proportion . 6

7、4.4 Trial mix and adjustment of mixing proportion . 7 4.5 Preparation of polypropylene fiber concrete . 8 4.6 Transportation, pouring and curing of polypropylene fiber concrete . 9 5 Quality inspection of polypropylene fiber concrete . 10 5.1 General requirements . 10 5.2 Quality inspection of raw m

8、aterials . 10 5.3 Performance inspection of polypropylene fiber concrete mixture . 11 5.4 Performance inspection of hardened polypropylene fiber concrete . 11 5.5 Durability testing of hardened polypropylene fiber concrete . 12 5.6 Structural quality acceptence of polypropylene fiber concrete . 12 E

9、xplanation of wording in this specification . 13 Lists of quoted standards . 14 Addition： explanation of provisions . 15 DB2101/T 00062018 1 1 总 则 1.0.1 为规范聚丙烯纤维混凝土在 沈阳 地区工程建设中的 生产和使用 ， 使 聚丙烯纤维混凝土 的配合比设计、 生产 与 施工 管理 、质量 控制 和验收做到技术进步 和 经济合理，促进沈阳地区 的 经济建设，特制定本技术规程。 1.0.2 本规程适用于沈阳地区 工程 建设中有防裂 、 抗裂或增韧要求

10、的混凝土工程的设计、 生 产、 施工与质量检验。 1.0.3 聚丙烯纤维混凝土的设计、 生产 、施工与质量检验， 除应符合本规程外，尚应符合国 家 、 辽宁省 及沈阳市 现行有关 标准 的规定 。 DB2101/T 00062018 2 2 术语 及符号 2.1 术语 2.1.1 聚丙烯纤维 （代号 PPF） polypropylene fiber 由丙烯聚合成等规度 97%98%聚丙烯树脂后经熔融挤压法纺丝制成的纤维 。混凝土中 使用的聚丙烯纤维 根据纤维形态分为单丝纤维、粗纤维 和 膜裂纤维 三 类 。 2.1.2 单丝纤维 monofilament fiber 由聚丙烯纤维基材经截面呈圆

11、形或异型的喷 丝 头细孔压出，经后处理所制成的（当量直 径 5100m）单丝或束状单丝纤维。 2.1.3 粗纤维 macro fiber 当量直径大 于 100m的聚丙烯纤维。 2.1.4 膜裂纤维 fibrillated fiber 由聚丙烯挤出裂膜，高倍拉伸取向后制成的相互牵连的网状纤维束。 2.1.5 聚丙烯纤维混凝土 polypropylene fiber reinforced concrete 掺加聚丙烯纤维的水泥混凝土。 2.1.6 当量直径 identical diameter 聚丙烯纤维直径为异型、非圆形截面时，按单丝截面积相等的原则换算成圆形截面的直 径。 2.1.7 纤维长

12、径比 aspect ratio of fiber 聚丙烯纤 维的长度与直径或当量直径的比值。 2.1.8 纤维用量 fiber content 每立方米聚丙烯纤维混凝土中掺入聚丙烯纤维的质量。 2.1.9 纤维体积率 fraction of fiber by volume 聚丙烯纤维体积占混凝土体积的百分比。 2.1.10 分散性 dispersivity 聚丙烯纤维在水泥混凝土中均匀分散、不结团的性能。 2.2 符号 Is 韧性指数； fcu.0 聚丙烯纤维混凝土的配制强度 ， MPa； fcu.k 聚丙烯纤维混凝土立方体抗压强度标准值 ， MPa； 聚丙烯纤 维混凝土的强度标准差 ， MP

13、a； 聚丙烯纤维混凝土配合比校正系数； tc, 聚丙烯纤维混凝土拌合物的表观密度实测值 ， kg/m 3； cc, 聚丙烯纤维混凝土拌合物的表观密度计算值 ， kg/m 3； DB2101/T 00062018 3 3 原材料 3.1 一般规定 3.1.1 用于 聚丙烯纤维混凝土 生产 的 原材料包括聚丙烯纤维、水泥、骨料、水、外加剂、矿 物掺合料等 ，其品种、规格及质量应符合设计要求 、相应国家标准 和本规程规定 。 3.1.2 聚丙烯纤维混凝土应采用性能稳定、节能利废、对环境无污染的原材料， 严禁 使用国 家明令淘汰或限制使用的材料。 3.1.3 聚丙烯纤维混凝土所使用 原材料应 来自正规

14、生产企业，具有稳定的生产条件、完善的 质量保证体系和经备案的产品标准， 有出厂质量合格证明 等 文件。 3.1.4 聚丙烯 纤维混凝土所使用的原材料应彼此相容，结合良好。 3.2 聚丙烯纤维 3.2.1 规格与性能 1、 聚丙烯纤维的主要性能应符合 表 3.2.1-1和 表 3.2.1-2的 要求 ， 其试验方法应符合现 行国家标准水泥混凝土和砂浆用合成纤维 （ GB/T 21120） 、 纤维混凝土试验方法标准 （ CECS 13） 的规定。 表 3.2.1-1 聚丙烯纤维规格 外形分类 长度 （ mm） 当量直径（ m） 单丝纤维 6 40 5 100 粗纤维 15 60 100 膜裂纤维

15、 15 40 表 3.2.1-2 聚丙烯纤维 主要性能参数 项目 防裂抗裂纤维 增韧纤维 抗拉强度（ MPa） 270 450 初始模量（ MPa） 3000 5000 断裂伸长率（） 40 30 耐碱性能 （ %） 95.0 掺加 聚丙烯纤维混凝土性能指标 抗压 强度比 （ %） 90 渗透高度比 （ %） 30 抗冲击次数比 1.5 3.0 韧性指数（ Is） 3 分散性相对误差 -10% 10% DB2101/T 00062018 4 2、 单丝聚 丙烯 纤维的主要性能参数宜经试验确定；当无试验资料时， 可 按表 3.2.1-3选 用。 表 3.2.1-3 单丝 聚丙烯纤维的主要性能参数

16、 项目 聚丙烯纤维 截面形状 圆形或异形 密度 （ g/cm3） 0.90 0.93 熔点 （） 160 176 吸水率 （ %） 0.1 3.2.2 公路 桥梁用聚丙烯纤维 1、 公路桥梁 建设 用聚丙烯 纤维包括单丝纤维和网状纤维，其规格与性能应满足 表 3.2.2 的规定，同时满足 现行行业标准公路水泥混凝土纤维材料聚丙烯纤维和聚丙烯腈纤维 （ JTT 525） 的相关规定 。 表 3.2.2 公路建设用聚丙烯纤维 主要性能参数 项目 单丝 纤维 膜裂纤维 长度（ mm） 6 30 - 当量直径（ m） 20 50 50 150 抗拉强度（ MPa） 350 400 初始模量（ MPa）

17、 3500 密度 （ g/cm3） 0.90 0.92 熔点 （ oC） 160 170 断裂伸长率（） 8 30 6 耐碱性能 （ %） 99 注：公路建设用聚丙烯纤维的长度与当量直径的允许偏差为 10%；聚丙烯网状纤维的几何尺寸以厚度计， 允许偏差在厚度不大于 25m情况下为 4m，厚度大于 25m情况下为 5m。 3.3 水泥 3.3.1 配制聚丙烯纤维混凝土宜采用强度等级不低于 42.5等级 的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水 泥，并应符合国家标准通用硅酸盐水泥 （ GB 175） 的规定。 3.3.2 对于道路、桥梁用聚丙烯纤维混凝土 ，也可采用符合国家标准道路硅酸盐水泥 （ GB 1369

18、3） 规定的道路硅酸盐水泥。不同品种 、等级、厂商的水泥不得混存、混用。 3.4 骨 料 3.4.1 粗骨料宜采用连续级配，或者采用 2个 或 2个以上单粒径级配搭配使用，最大公称粒 径不宜大于 20mm。 DB2101/T 00062018 5 3.4.2 粗 、细集料 的性能 指标 及试验方法应符合现行行业标准普通混凝土用砂、石质量及 检验方法标准 （ JGJ 52） 规定的要求。 3.4.3 聚丙烯纤维混凝土不宜使用海砂。 3.5 水 3.5.1 配制聚丙烯纤维混凝土的拌合用水应符合 现行 行业标准混凝土用水标准 （ JGJ 63） 的规定 。 3.5.2 配制聚丙烯纤维混凝土 严禁使用

19、海水。 3.6 外加剂 3.6.1 外加剂性能应符合国家标准混凝土外加剂 （ GB 8076） 的规定，根据国家标准混 凝土外加剂应用技术规程 （ GB 50119） 的规定 实行 进场检验和施工。 3.6.2 配制聚丙烯纤维混凝土不得使用含氯盐的外加剂，外加剂需经试验验证后方可投入工 程应用。 3.7 矿物掺合料 3.7.1 配制聚丙烯纤维混凝土可使用粒化高炉矿渣粉、粉煤灰 或 硅灰作为矿物掺合料，其成 分与性能应符合 现行 国家标准用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉 （ GB/T 18046） 、用 于水泥和混凝土中的粉煤灰 （ GB/T 1596） 、 砂浆和 混凝土用硅灰 （ GB/T

20、 27690）的规定 。 3.7.2 矿物掺合料 掺量应通过试配确定。 DB2101/T 00062018 6 4 聚丙烯纤维混凝土 的 生产 与施工 4.1 一般规定 4.1.1 聚丙烯纤维混凝土 配合比设计应满足混凝土试配强度 的 要求，并应满足混凝土拌合物 和易性、力学性能和耐久性的设计要求。 4.1.2 聚丙烯纤维混凝土的最大水胶比应符合现行国家标准混凝土结构耐久性设计规范 （ GB/T 50476） 的规定。 4.1.3 聚丙烯纤维混凝土的最小胶凝材料用量应符合表 4.1.3的规定。 表 4.1.3 聚丙烯纤维混凝土的最 小胶凝材料用量 最大水胶比 最小胶凝材料用量 （ kg/m3）

21、 0.60 280 0.55 300 0.50 320 0.45 340 4.1.4 聚丙烯纤维混凝土的 生产 除满足本 文要求外，还应符合 国家标准 预拌混凝土 （ GB 14902） 的相关要求。 4.2 配制强度的确定 4.2.1 聚丙烯纤维混凝土配制强度 应符合下列规定： 1、 当设计强度等级小于 C60时，配制强度应满足： fcu.0 fcu.k+1.645 （ 4.2.1-1） 式中： fcu.0 聚丙烯纤维混凝土的配制强度（ MPa）； fcu.k 聚丙烯纤维混凝土立方体抗压强度标准值（ MPa）； 聚丙烯纤维混凝土的强度标准差（ MPa） 。 2、 当设计强度等级大于或等于 C

22、60时，配制强度应满足： fcu.0 1.15 fcu.k （ 4.2.1-2） 4.2.2 聚丙烯纤维混凝土强度标准差的取值应符合表 4.2.2的规定。 表 4.2.2 聚丙烯纤维混凝土强度标准差 （ MPa） 强度标准值 C20 C25 C45 C50 C55 4.0 5.0 6.0 4.3 配合比计算 4.3.1 基准混凝土配合比的确定 聚丙烯纤维混凝土配合比计算应满足现行行业标准 普通混凝土配合比设计规程 （ JGJ DB2101/T 00062018 7 55） 的规定。 根据设计等级和要求，计算不掺加聚丙烯纤维的 基准 混凝土配合比。 4.3.2 聚丙烯纤维掺量的确定 1、 聚丙烯

23、纤维混凝土配合比中聚丙烯纤维的用量应采用质量进行表征和计算， 应在正 常配合比计算后，以外加剂掺加方式用体积添加率方式单独计算用量。纤维混凝土砂率宜高 不宜低，因此 砂率不必去下限 。 2、 根据对聚丙烯纤维混凝土拌合物中 的聚丙烯纤维分散性、拌合物工作性和对混凝土 早龄期收缩裂缝控制 、 抗冲击、抗疲劳、弯曲韧性以及对混凝土整体性要求等一项或几项特 殊性能要求，通过试验和已有工程经验确定聚丙烯纤维掺量。 聚丙烯纤维混凝土中纤维体积 率宜满足表 4.3.2的规定 。 表 4.3.2 聚丙烯纤维混凝土中纤维体积率取值范围 使用部位 使用目的 体积率 （ %） 楼面板 、剪力墙、 楼地面 、 建筑

24、结构中的 板壳结构 、体育馆看台 控制混凝土早期收缩裂缝 0.06 0.20 刚性防水屋面 控制混凝土早期收缩裂缝 0.10 0.30 机场跑道、公路路面、桥面板、 工业地面 控制混凝土早期收缩裂缝 0.06 0.20 改善混凝土抗冲击、抗疲劳性能 0.10 0.30 水坝面板、储水池、水渠 控制混凝土早期收缩裂缝 0.06 0.20 改善抗冲磨 和 抗冲蚀等性能 0.10 0.30 喷射混凝土 控制混凝土早期收缩裂缝、改善混凝土整 体性 0.06 0.25 注：增韧用粗纤维的体积率可大于 0.5%，并不宜超过 1.5%。 4.3.3 聚丙烯 纤维的最终掺量，应经试验验证满足设计等级和性能要求

25、确定。 4.4 配合比 试配与调整 4.4.1 聚丙烯纤维混凝土配合比试配 聚 丙烯纤维混凝土配合比试配与调整应满足现行行业标准 普通混凝土配合比设计规 程 （ JGJ 55） 的规定。 聚丙烯纤维混凝土配合比应根据纤维掺量 的不同进行试配，具体规 定如下： 1、 对于聚丙烯纤维体积率为 0.04% 0.10%的混凝土，可按计算配合比进行试配和调整； 当聚丙烯纤维体积率大于 0.10%时，可适当提高外加剂用量或胶凝材料用量，但水胶比不得 降低 ； 2、 对于掺加增韧聚丙烯纤维的混凝土，应保持水胶比不降低，可适当提高砂率、用水 量和外加剂用量，胶凝材料用量应随用水量的增加而增加，外加剂用量应随胶

26、凝材料用 量 增 加而增加 ，也可适当提高外加剂掺量；砂率和用水量等宜取给出范围的下限值。 4.4.2 聚丙烯纤维混凝土配合比调整 1、 在配合比试配的基础上，聚丙烯纤维混凝土配合比应按现行行业标准普通混凝土 DB2101/T 00062018 8 配合比设计规程 （ JGJ 55） 的规定进行 配合比调整。 2、 当混凝土表观密度实测值与计算值之差大于 2%时，进行调整。 3、 调整后的聚丙烯纤维混凝土配合比校正系数应按下式计算： cc tc , , （ 4.4.2-1） 式中： 聚丙烯纤维混凝土配合比校正系数； tc, 聚丙烯纤维混凝土拌合物的表观密度实测值（ kg/m3)； cc, 聚丙

27、烯纤维混凝土拌合物的表观密度计算值（ kg/m3)。 4、 调整后的配合比中每项原材料用量均应乘以校正系数 。 5、 校正后的聚丙烯纤维混凝土配合比，应在满足混凝土拌合物性能要求和混凝土试配 强度的基础上，对设计提出的混凝土耐久性项目进行检验和评定，符合要求的，可确定 为设 计配合比。 6、 参照普通混凝土配合比设计规程 （ JGJ 55） 设计纤维混凝土时，适当提高其设计 坍落度 15%左右，适当增加外加剂用量以 保证 纤维混凝土与普通混凝土相似的坍落度。 7、 聚丙烯纤维混凝土设计配合比确定后，应进行生产适应性验证 ，以确保其满足设计 等级和性能要求 。 4.5 聚丙烯纤维混凝土 的 生产

28、 4.5.1 计量 聚丙烯纤维混凝土宜采用预拌方式制备 ， 原材料计量宜采用电子计量仪器 ， 使用前应确 认其工作正常。每盘混凝土原材料计量的允许偏差应 满足 表 4.5.1规定。 表 4.5.1 原材料计量的允许偏差 原材 料种类 每盘计量允许偏差（质量计） 累计 计量允许偏差（质量计） 聚丙烯纤维 1 1 水泥及矿物掺合料 2 1 外加剂 1 1 粗细骨料 3 2 拌合用水 1 1 注：累计计量允许偏差是指每一运输车中各盘混凝土的每种材料计量和的偏差。 4.5.2 搅拌 聚丙烯纤维混凝土应采用强制式搅拌机搅拌，并应配备聚丙烯纤维专用的计量和投料 设备。 应 先将聚丙烯纤维和粗细骨料投入搅拌

29、机干拌 30s 60s， 再加水泥、矿物掺合料、水 和外加剂搅拌 90s 120s,聚丙烯纤维体积率较 高或强度等级不低于 C50时，宜取搅拌时间范 围的上限，当聚丙烯纤维 体积率 超过 0.20%时，宜延长搅拌时间。 4.5.3 聚丙烯纤维混凝土制备中使用的各种计量设备在使用前应标定合格。原材料计量偏差 DB2101/T 00062018 9 应每班检查 2次，混凝土搅拌时间应每班检查 2次，检验结果应满足本规程第 4.5.1的规定。 4.6 聚丙烯纤维混凝土 的 运输、浇筑与养护 4.6.1 运输 1、 聚丙烯纤维宜使用混凝土搅拌运输车运送，且装料前装料口应清洁、桶体内不得有 积水、积浆，

30、在装料和运输过程中，应保持运输车滚筒按 3 6r/min旋转，保持混凝土拌合 物的均匀 性，不产生分层、离析现象。 2、 当聚丙烯纤维混凝土拌合物因运输或等待浇筑的时间较长而造成坍落度损失较大时， 不得加水 ， 可在卸料 前 加入适量减水剂进行搅拌， 调整整车混凝土应随卸料进度分多次 加入 减水剂， 切忌对整车一次性加入所需减水剂，造成局部离析现象 。 4.6.2 浇筑 1、 泵送聚丙烯纤维混凝土 用 泵的功率应比泵送普通混凝土的大 20%。 2、 聚丙烯纤维混凝土拌合物浇筑倾落高度不应超过 1.5m。当倾落高度大于 1.5m 时， 应加串筒、斜槽、溜管等辅助工具。 3、 聚丙烯纤维混凝土浇筑应保证聚丙烯纤维分布的均匀性和结构的连续 性，在浇筑过 程中不得加水。 4、 聚丙烯纤维混凝土的浇筑应采用机械振捣，在保证其振捣密实的同时，应避免离析 和分层。 4.6.3 养护