GB T 21120-2007 水泥混凝土和砂浆用合成纤维.pdf
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1、雪亘中华人民共和国国家标准GBT 2 1 1202007水泥混凝土和砂浆用合成纤维Synthetic fibres for cement,cement mortar and concrete2007-1 1-01发布 2008-06-01实施宰瞀嬲紫瓣訾雠赞星发布中国国家标准化管理委员会促19GBT 2 1120-2007目 次前言I言-1范围2规范性引用文件3术语和定义4 j类-一5要求一6试验方法一7检验规则-8标志、出厂、包装、运输、储存附录A(规范性附录) 合成纤维断裂强度、初始模量和断裂伸长率试验方法附录B(规范性附录) 水泥混凝土和砂浆用合成纤维耐碱性能试验方法附录c(规范性附录)
2、混凝土抗冲击性能试验方法(冲压冲击试验法)-附录D(资料性附录)混凝土抗冲击性能试验方法(弯监冲击试验法)图A1 由负荷一伸长曲线确定初始模量的方法图c1混凝土冲压冲击试验装置示意图图D1混凝土弯曲冲击试验装置示意图表1合成纤维的规格表2合成纤维的性能指标一表3掺合成纤维水泥混凝土和砂浆性能指标表4试验项目及所需数量一I,1334789:2m:2”前 言GBT 211202007本标准主要参考了国内外标准及相关研究报告,根据我国混凝土工程实际应用要求和试验方法,在试验验证的基础上制定的。本标准附录A、附录B、附录c为规范性附录,本标准附录D为资料性附录。本标准由中国建筑材料工业协会提出。本标准
3、由全国水泥制品标准化技术委员会(SACTC 197)归日。本标准由苏州混凝土水泥制品研究院、苏州中材建筑建材设计研究院有限公司负责起草。本标准参加起草单位:余姚市交通设计院、北京中纺纤建科技有限公司、恒律发展有限公司、常州市天怡工程纤维有限公司、深圳海川工程科技有限公司、深圳市维特耐工程材料有限公司、南京派尼尔科技实业有限公司、济南金光达科贸有限责任公司、江苏海德新材料有限公司、泰安同伴工程塑料有限公司、武汉汉森钢纤维有限责任公司、杭州华驰新型建筑材料有限公司、江苏锦华建筑技术发展有限责任公司、宁波大成新材料股份有限公司、射阳县强力纤维制造有限公司、绍兴市巴奇新型建材有限公司、丹阳合成纤维厂、
4、常州第二纺织机械有限公司、苏州东得新型建材有限公司、国家水泥混凝土制品质量监督检验中心。本标准主要起草人:谈永泉、岳秋辉、舒剑爽、陆仕详、谢彪、史小兴、王齐、何唯平、唐戴安、叶德平、林轩羽、王自强、吴建铨。本标准委托苏州混凝土水泥制品研究院、苏州中材建筑建材设计研究院有限公司负责解释。本标准为首次发布。GBT 211202007引 言水泥混凝土和砂浆用合成纤维是近年来发展迅速、应用量较大、起防裂、抗裂、增韧作用的高性能水泥基复合新材料。为促进合成纤维材料的发展和混凝土行业的技术进步,适应我国纤维增强混凝土行业快速发展的需要,特制定本标准。在水泥混凝土和砂浆中掺加合成纤维(如聚丙烯纤维、聚丙烯腈
5、纤维、聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维等)可以不同程度地减少混凝土和砂浆的早期裂缝,提高混凝土的抗裂能力、抗渗性能、韧性、抗疲劳性能、抗冲击性能等。水泥混凝土和砂浆用合成纤维,目前已应用于我国的水利、交通、军工、建筑等工程中,取得了明显的社会和经济效益。水泥混凝土和砂浆用合成纤维GBT 21 120-20071范围本标准规定了水泥混凝土和砂浆用合成纤维的术语和定义、分类、要求、试验方法、检验规则、标志、出厂、包装、运输、储存等。本标准适用于在水泥混凝土和砂浆搅拌之前或拌制过程中加入的、能在混凝土和砂浆中均匀分散、用以改善新拌混凝土和砂浆、硬化混凝土和砂浆性能的长度小于60 mm的合成纤维。本标准不适用
6、于聚酯类纤维。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注目期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。GB 175通用硅酸盐水泥GBT 6672塑料薄膜和薄片厚度测定机械测量法(GBT 6672 2001,idt ISO 4593:1993)GBT 6673塑料薄膜和薄片长度和宽度的测定(GBT 6673 2001,idt ISO 4952:1992)GB 8076-1997混凝土外加剂GBT 8170数值修约规则
7、GBT 10685 羊毛纤维直径试验方法 投影显微镜法GBT 14337合成短纤维断裂强力及断裂伸长试验方法GBT 14684建筑用砂GBT 14685建筑用卵石、碎石GBT 50080普通混凝土拌合物性能试验方法标准GBT 50081-2002普通混凝土力学性能试验方法标准CECS 13钢纤维混凝土试验方法CECS 38:2004纤维混凝土结构技术规程jc 474 1999砂浆、混凝土防水剂JGJ 55普通混凝土配合比设计规程JGJ 63混凝土用水标准JGJ 70建筑砂浆基本性能试验方法3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。31合成纤维synthetic fibre以合成高分子化合物为原料
8、制成的化学纤维。32聚丙烯纤维(代号PPF)polypropylene fibre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。】GBT 2 1120200733聚丙烯腈纤维(代号PANF)polyacryionitrile fibre由丙烯腈单体聚合或与其他单体共聚后再经纺丝制成的纤维。34聚酰胺纤维(代号PAF)polyamide fibre由聚酰胺树脂经熔融纺丝制成的纤维。可用于混凝土中的主要有尼龙6和尼龙66两种纤维。35聚乙烯醇纤维(代号PVAF)polyvinyI alcohol fibre以聚乙烯醇为主要原材料制成的纤维。36当量直径identical di
9、ameter异形、非圆截面的纤维按等面积原则折算为圆形截面后的计算直径。37单丝纤维monofilament fibre由相应的合成纤维基材经截面呈圆形或异形的喷丝头细孔压出,经后处理所制成的(当量直径在5 pm100 pm)单丝和束状单丝纤维。38膜裂网状纤维fibrillated fibre由相应的有机熔体经挤出裂膜和高倍拉伸取向后制成相互牵连的网状纤维束。39粗纤维macro fibre由相应的合成纤维基材经成形制成的当量直径大于100 pm的纤维。其中包括单根纤维和由多根细纤维粘集成束状的纤维。310初始模量initial modulas of elasticity由负荷一伸长曲线中起
10、始部分荷载随伸长变化最大时点切线或割线的斜率。311合成纤维掺量dage of fibre合成纤维掺量是指合成纤维在混凝土或砂浆中所占的体积分数或质量分数。312推荐掺范围recommended range of dosage由合成纤维生产或销售企业根据试验结果确定的、推荐给使用方的合成纤维掺量范围。313适宜掺量compliance dosage能满足相应标准要求、具有较好的使用性和经济性的掺量。注:适宜掺量由合成纤维生产企业说明、并应在推荐掺量的范围之内。314基准混凝土reference concrete同一试验条件下、未掺加合成纤维的水泥混凝土。315受检混凝土tested concr
11、ete同一试验条件下、掺加有一定比例合成纤维的水泥混凝土。2316基准砂浆reference mortar同一试验条件下、未掺加合成纤维的水泥砂浆。317受检砂浆tested mortar同一试验条件下、掺加有一定比例合成纤维的水泥砂浆。318分散性dispersivity合成纤维在水泥混凝土或砂浆中是否均匀分散、不结团的性能。4分类GBT 2 1120200741产品分类合成纤维按其材料组成可分为聚丙烯纤维(代号PPF)、聚丙烯腈纤维(代号PANF)、聚酰胺纤维(即尼龙6和尼龙66,代号PAF)、聚乙烯醇纤维(代号PvAF)等。按其外形粗细可分为单丝纤维(代号M)、膜裂网状纤维(代号s)和粗
12、纤维(代号T);按其用途可分为用于混凝土的防裂抗裂纤维(代号HF)和增韧纤维(代号HZ)、用于砂浆的防裂抗裂纤维(代号SF)等。42规格合成纤维的规格根据需要确定,表1为合成纤维的规格范围。表1合成纤维的规格公称长度ram外形分类 当量直径pm用于水泥砂浆 用于水泥混凝土单丝纤维 320 640 5100膜裂网状纤维 520 1540粗纤维 1560 lOO注:经供需双方协商,可生产其他规格的合成纤维。43产品标记产品标记应由材料组成、用途、公称长度、当量直径、外形、断裂强度、断裂伸长率和标准号组成。示例:用于混凝土的防裂抗裂纤维、长度15mill、当量直径20肛m、断裂强度大于380MPa、
13、断裂伸长率不大于15的聚丙烯单丝纤维,标记如下:PPF-HF-1520一M-38015 GBT 21120-20075要求51一般要求511本标准包括的产品不应对人体、生物和环境造成危害,涉及与生产、使用有关的安全与环保问题,应符合我国相关标准和规范的规定。512合成纤维外观色泽应均匀、表面无污染。52尺寸合成纤维的公称长度和当量直径偏差应在其相对量的10之内。53合成纤维的性能指标合成纤维的性能指标应符合表2的要求。3GBT 21120200754掺合成纤维水泥混凝土和砂浆性能指标掺合成纤维水泥混凝土和砂浆性能指标应符合表3的要求。表2合成纤维的性能指标用于混凝土的合成纤维 用于砂浆的合成纤
14、维试验项目防裂抗裂纤维(HF) 增韧纤维(HZ) 防裂抗裂纤维(sF)断裂强度MPa, 270 450 270初始模量MPa, 30X103 50103 30103断裂伸长率, 40 30 50耐碱性能(极限拉力保持率), 950表3掺合成纤维水泥混凝土和砂浆性能指标用于混凝土的合成纤维 用于砂浆的合成纤维试验项目防裂抗裂纤维(HF) 增韧纤维(HZ) 防裂抗裂纤维(sF)分散性相对误差 一10+10混凝土和砂浆裂缝降低系数, 55混凝土抗压强度比, 90砂浆抗压强度比, 90混凝土渗透高度比。 30砂浆透水压力比, 120韧性指数(Is), 3抗冲击次数比, 1,5 306试验方法61尺寸的
15、检查611长度用分度值为002 mm的游标卡尺直接测定lo根纤维长度,取其平均值为合成纤维长度。612当量直径6121 单丝纤维和粗纤维的当量直径按GBT 10685规定的方法进行测定。6122膜裂网状纤维的当量直径按GBT 6672、GBT 6673规定的方法进行测定。62合成纤维的性能指标试验621 断裂强度、初始模量、断裂伸长率6211单丝纤维、膜裂网状纤维断裂强度、初始模量、断裂伸长率按本标准附录A规定的方法进行测定。6212粗纤维断裂强度、初始模量、断裂伸长率按GBT 14337规定的方法进行测定。生产厂家应分批号提供未经短切的同批长纤维样品用于试验检测。试验时应防止夹具夹持处打滑或
16、夹伤纤维。622耐碱性能合成纤维耐碱性能按本标准附录B规定的方法进行测定。63掺合成纤维水泥混凝土和砂浆性能试验631试验环境本标准规定之掺合成纤维水泥混凝土和砂浆性能试验项目应在温度为20土5C的室内进行。拌合混凝土用原材料应提前运至室内,存放时间不得小于24 h;需要模拟施工条件下所用的混凝土或砂4GBT 211202007浆,试验室原材料的温度宜保持与施工现场一致。632材料6321水泥符合GB 8076 1997附录A规定的基准水泥。在因故得不到基准水泥时,允许采用符合GBl75之规定的P0425的水泥。但仲裁仍器用基准水泥。6322砂符合GBT 14684要求的细度模数为2629、含
17、泥量(质量分数)小于1的中砂。6323石子符合GBT 14685粒径为5 mm20 mm。如有争议,以卵石试验结果为准。6324水符合JGJ 63要求。6325外加剂符合相应外加剂之标准要求。6326合成纤维需要检测的合成纤维。6327其他掺合料需符合相应的标准要求。633混凝土和砂浆配合比6331混凝土配合比基准混凝土和受检混凝土之配合比按JGJ 55进行设计,配合比设计应符合以下规定:a)混凝土强度等级为C40。b)使用外加剂及其他混凝土掺合料时,需依据相应标准的要求对混凝土配合比进行调整。c)合成纤维:按受检产品提供的推荐掺量。d)用水量:应使混凝土坍落度保持在180 mm士20 mm之
18、间。6332砂浆配合比砂浆的质量配合比为:水泥:砂:水一1:15:05。6333混凝土和砂浆的计量、搅拌试验用原材料应称重计量,称量的精确度:水泥、水、外掺料(外加剂和合成纤维)为o5;砂、石为1。采用强制式混凝土搅拌机,全部材料及外加剂一次投入,拌合量控制在10 L45 L之间,搅拌3 rain,出料后在铁板上用人工翻拌23次再行试验。受检混凝土或砂浆的搅拌方式按照受检产品说明书提供的搅拌方法进行。634试件制作、养护及试验所需试件数混凝土试件制作、养护按GBT 50081-2002进行,硬化混凝土或砂浆的标准养护龄期为28 d。试验项目及所需数量详见表4。64混凝土或砂浆拌合鞫641分散性
19、能按633配制受检混凝土或受检砂浆,分别按GBT 50080和JGJ 70表观密度试验或密度试验的方法进行混凝士或砂浆的装料及捣实。用75 pm孔径的方孔筛从受裣混凝土或受检砂浆中水洗分离出合成纤维,洗净后在105(2士5温度的烘箱内烘干至恒重,冷却至室温后分别称其质量,精确至001 g。若三批试验合成纤维含量的算术平均值与理论计算值的相对误差在一lo+10范围之内,则该组试验的分散性能合格。计算如式(1)式所示:5GBT 211202007声一氅当100u0式中:p合成纤维分散性相对误差(结果精确到1),;G0合成纤维含量理论计算值,单位为克(g);G,三批试验合成纤维含量的算术平均值,单位
20、为克(g)。表4试验项目及所需数量试验所需数量试验项目 合成纤维类别 试验类别 拌合 每批取 掺合成纤维 基准混凝土或混凝土或砂浆 砂浆总取样批数 样数目总取样数目 数目分散性相对误差 HF、HZ、SF 混凝土和 3 1次 3次混凝土和砂浆裂缝降低系数 HF、HZ、SF 砂浆拌合物 2 1次 2次 2次混凝土抗压强度比 HF、HZ 3 3块 9蛱 9蛱砂浆抗压强度比 SF 3 3块 9块 9块混凝土渗透高度比 HF、HZ 硬化混凝土 3 2块 6块 6块砂浆透水压力比 SF 和砂浆 3 2块 6块 6块韧性指数(L) H2 3 4块 12块 12块抗冲击次数比 HF、HZ 3 8块 24块 2
21、4块注:试验时,检验一种纤维的混凝土或砂浆试验要在同一天内完成。642混凝土和砂浆裂缝降低系数混凝土和砂浆裂缝降低系数试验按CECS 38:2004附录D进行。65硬化混凝土和砂浆651混凝土抗压强度比混凝土抗压强度比以受检混凝土与基准混凝土同龄期150 mlTI150 mmXl50 mm立方体试件的抗压强度比表示,计算如式(2)式所示:口。一乒i00,唧式中:a。混凝土抗压强度比,;,受检混凝土的抗压强度,单位为兆帕(MPa);厶基准混凝土的抗压强度,单位为兆帕(MPa)。受检混凝土与基准混凝土抗压强度按GBT 50081-2002进行试验和计算。混凝土抗压强度比以三批试验测值的平均值表示(
22、结果精确到1)。若三批试验测值的最大值或最小值与中闻值的差值超过中间值的15,则把最大及最小值一并舍去,取中间值作为该批的试验结果;如三批试验测值的最大值和最小值与中间值的差均超过中间值的15,则该组试验结果无效,应该重做。652砂浆抗压强度比砂浆抗压强度比以受检砂浆与基准砂浆同龄期707 mmX 707 mm707 mm立方体试件的抗压强度比表示,计算如式(3)式所示:。一;粤唑100GBT 21 1202007式中:Om,c砂浆抗压强度比,;,m一受检砂浆的抗压强度,单位为兆帕(MPa);,m。基准砂浆的抗压强度,单位为兆帕(MPa)。受检混凝土与基准混凝土抗压强度按JGJ 70进行试验和
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