GB T 31539-2015 结构用纤维增强复合材料拉挤型材.pdf

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1、. 咽 ICS 83.120 Q 23 道中华人民共和国国家标准GB/T 31539-2015 结构用纤维增强复合材料拉挤型材PuItruded fiber reinforced polymer composites structural profiles 2015-05-15发布2016-02-01实施/飞中华人民共和国国家质量监督检验检度总局也士4吟if中国国家标准化管理委员会a叩G/T 31539-2015 目次前言. . . . . 1 l 范围2 规范性引用文件-3 术语和定义4分类、代号和标记. . . . . . 2 5 原材料. . . . 4 6 要求. . . . . .

2、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 7 试验方法. . . . . 8 8 检验规则. . . . . 9 9 标志、包装、运输和贮存. . . . . 10 附录A(规范性附录)FRP型材螺钉拔出承载力试验方法.川.川.川. . . . .川.川.川. 1山2 附录B(规范性附录)FRP型材全截面压缩性能试验方法. . .川.川.川. 14 唱. GB/T 31539-2015 目本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。本标准由中国建筑材料联合会提出。本标准由全国纤维增强塑料标准化技术委员会(SAC

3、/TC39)归口。本标准负责起草单位z清华大学、北京玻钢院复合材料有限公司、中冶建筑研究总院有限公司。本标准参加起草单位z株制时代新材料科技股份有限公司、南京斯贝尔复合材料有眼责任公司、大连理工大学、重庆国际复合材料有限公司、南通久盛新材料科技有限公司、南通美固复合材料有限公司、南通明康复合材料有限公司、金陵帝斯曼树脂有眼公司、南京建辉复合材料有限公司。本标准主要起草人z冯鹏、罩兆平、杨勇新、刘国祥、王言磊、任司南、黎伟捷、田野、丁尚宗。I d 也GB/T 31539-2015 结构用纤维增强复合材料拉挤型材1 范围本标准规定了结构用纤维增强复合材料拉挤型材的分类、代号和标记、原材料、要求、试

4、验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存。本标准适用于建筑、桥梁、电力、化工等行业中用于承力结构，以玻璃纤维为增强材料的纤维增强复合材料拉挤型材以下简称为FRP型材)，采用其他纤维增强的拉挤型材可参照使用。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注目期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单适用于本文件。GB/T 1408.1 绝缘材料电气强度试验方法第1部分E工频下试验GB/T 1446 纤维增强塑料性能试验方法总则GB/T 1447 纤维增强塑料拉伸性能试验方法GB/T 1448 纤维增强塑料压缩性能试验方法GB/T

5、1449 纤维增强塑料弯曲性能试验方法GB/T 1450.1 纤维增强塑料层间剪切强度试验方法GB/T 1462 纤维增强塑料吸水性试验方法GB/T 2408塑料燃烧性能的测定水平法和垂直法GB/T 2573 玻璃纤维增强塑料老化性能试验方法GB/T 2576 纤维增强塑料树脂不可榕分含量试验方法GB/T 2577 玻璃纤维增强塑料树脂含量试验方法GB/T 3139 纤维增强塑料导热系数试验方法GB/T 3854 增强塑料巴柯尔硬度试验方法GB/T 3961 纤维增强塑料术语GB/T 8924纤维增强塑料燃烧性能试验方法氧指数法GB/T 16422.3-1997 塑料实验室光源暴露试验方法第3

6、部分z荧光紫外灯GB/T 22567-2008 电气绝缘材料测定玻璃化转变温度的试验方法GB/T 30968.1 聚合物基复合材料层合板开孔/受载孔性能试验方法第1部分z挤压性能试验方法GB/T 50082 普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准3 术语和定义GB/T 3961界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1 结掏用纤维增强复合材料拉挤型材pu咀I缸tn咱咀E采用拉挤工艺生产，具有恒定截面形状，作为承力结构部件的纤维增强复合材料产品。1 GB/T 31539-2015 3.2 纵向longitudinaJ direction 在FRP型材中，与拉挤成型的牵拉方向相同的方向。3.3

7、 横向transverse direction 在有积层结构的FRP型材中，与纵向垂直且与积层面平行的方向z在无棋层结构的FRP型材中，与纵向垂直的方向。4 分类、代号和栋记4.1 分类4.1.1 FRP型材按照截面形状分为直边型(包括工字形、槽形、矩形管、角形、宽翼缘工字形和方棒、圆型(包括圆管和圆棒)和异型。直边型FRP型材截面形状及尺寸符号见图l所示，圆型FRP型材截面形状及尺寸符号见图2所示。2 .s;: a) 工字形FRP型材.s;: Iw d) 角形FRP型材说明gh一截面高度Fb一截面宽度/翼缘宽度ztw 腹板厚度ztf一-翼缘厚度.s;: b) 槽形FRP型材d足e) 宽翼缘工

8、字形E束P型材(b二兰州固1直边型FRP型材、飞单位为毫米Iw c) FRP矩形管园f) FRP方辖电说明zd一一外径zz 壁厚.a) FRP团管 b) FRP圆梅圈2固型FRP型材4.1.2 FRP型材根据力学性能要求分为M30、M23和M17兰个等级。GB/T 31539-2015 单位为毫米4.1.3 FRP型材根据通过的耐久性能检验项目，分为耐水、耐碱、耐紫外线、耐冻融循环和组合型。4.2 代号4.2.1 FRP型材截面形状代号I 工字形zw-一一宽翼缘工字形zC一槽形zL一一一角形zB一-矩形管FBs-一方棒FG一-圆管FOs-一固!棒FY一二异型。4.2.2 FRP型材耐久性能代号

9、S-二耐水sJ-耐碱zZ一耐紫外pD 耐冻融循环。当通过两项或两项以上耐久性能检验时，采用组合代号。如z通过耐水和耐碱性能检验，其代号为SJ。4.3 标记直边型FRP型材的标记方法如下z3 GB/T 31539-2015 C_-CJ x CJ x CJ x CJ-CJCJ GB/T 31539-2015 I I L一一耐久性能(未检验时不标I I 力学性能等级代号l 翼缘厚度tf，mm(方棒不标)腹板厚度tw，mm(方棒不标)宽度b，mm高度h，mmFRP型材截面形状圆型FRP型材的标记方法如下z仁=:J-CJx D-c=J仁=:JGB/T 31539-2015 i尸I似性能时l 力学性能等级

10、代号壁厚tf，mm(圆棒不标外径d，mmFRP型材截面形状异型FRP型材的标记方法如下:y-二J-二J二GB/T 31539-2015 I L一一耐久性能(未检验时不标)| 力学性能等级代号截面特征参数，mm异型材示例1，截面高150mm、宽40mm、腹板厚度4mm、翼缘厚度5.5mm，力学性能等级为M23，执行本标准的槽形FRP型材，标记为2C-150X40X4X5.5-M23 GB/T 31539-2015. 示例2，高200mm、宽100mm、腹板和翼缘厚度均为10mm，力学性能等级为M30，分别通过耐水性能检验和紫外线耐久性能检验，执行本标准的工字形F即型材，标记为:1-200XI00

11、XI0X lO-M30 SZ GB/T 31539-2015. 5 原材料5.1 增强材料应采用无碱玻璃纤维及其制品，所用的增强材料应符合相关标准的规定。5.2 基体树脂应采用环氧树脂、乙烯基醋树脂、不饱和聚醋树脂、酣睡树脂或聚氨醋树脂等，所用的基体树脂应符合相关标准的规定。6 要求6.1 外观FRP型材表面应光洁平整、颜色均匀，应无裂纹、气泡、毛剌、纤维裸露、纤维浸润不良等缺陷z切割面应平齐，无分层。6.2 尺寸和尺寸偏差6.2.1 除有特殊要求外，FRP型材横截面上任一壁厚应不小于3.0mm;有耐久性能要求的产品，任一壁厚应不小于5.0mm。 6.2.2 FRP型材尺寸偏差应符合表1，外形

12、允许偏差应符合表2的规定.0: 电表1FRP型材尺寸允许偏差项目高度(川、宽度(b)与外径(d).0: 壁厚(t1)壁厚(t2) 园1。切11 11 日。设计尺寸150.0 3.0-5.0 5.0-10.0 10.0 4mm时，试件端距1、宽度b以及孔径d应满足d/t=1.5，且b/d=1/d=6;b) 试件与销钉间不施加紧固力.7.4.7 螺钉拔出承载力按附录A进行测定。7.5 全截菌压缩性能按附录B进行测定。7.6 耐久性能7.6.1 试件应从FRP型材的翼缘和腹板上全厚度切取，当FRP型材不能满足试件尺寸时，应从随炉平板上取样。试件包括耐久性试件与初始性能试件。耐久性试件与初始性能试件应

13、在同-FRP型材或随炉平板上取样。取样完成后，初始性能试件应以不影响待测性能的方式妥善保存。7.6.2 耐水性能试验按GB/T2573进行，浸泡温度为(80土2)C，浸泡周期为1000 h.耐久性试验完成后，耐久性试件与初始性能试件按7.4分别进行纵向拉伸强度、横向拉伸强度、纵向压缩强度和横向压缩强度测试，并计算强度保留率。7.6.3 耐破性能浸泡温度为(23士2)OC，浸泡周期为1000 b，碱榕被采用饱和氢镜化钙Ca(OH)zJ溶液，保持试验期间碱溶液pH注11，其他试验条件见GB/T2573耐水性能。耐久性试验完成后，耐久性试件与初始性能试件按7.4分别进行纵向拉伸强度、横向拉伸强度、纵

14、向压缩强度和横向压缩强度测试，并计算强度保留率。7.6.4 紫外线耐久性能试验按GB/T16422.3-1997进行，采用暴露方式1，第一阶段紫外线暴露8h; 第二阶段冷凝暴露4h.周期为1000 h，或循环不少于84次。耐久性试验完成后，耐久性试件与初始性能试件按7.4分别进行纵向拉伸强度、横向拉伸强度、纵向压缩强度和横向压缩强度测试，并计算强度保留率。7.6.5 冻融循环耐久性能试验见GB/T50082混凝土快冻试验进行，循环1001X.耐久性试验完成后，耐久性试件与初始性能试件按7.4分别进行纵向拉伸强度、横向拉伸强度、纵向压缩强度和横向压缩强度测试，并计算强度保留率。7.7 功能性7.

15、7.1 氧指数按GB/T8924进行测定。7.7.2 垂直燃烧级别按GB/T2408进行测定。7工3水平燃烧级别按GB/T2408进行测定。7.7.4 工频电气强度按GB/T1408.1进行测定。7工5导热系数按GB/T3139进行测定。8 检验规则8.1 检验分类检验分为出厂检验和型式检验。8.2 出厂检验8.2.1 检验项目每批产品均应进行外观、尺寸、尺寸偏差、巴柯尔硬度、纤维体积含量、纵向拉伸强度、纵向拉伸弹性GB/T 31539-2015 模量、横向压缩强度、纵向弯曲强度、全截面压缩性能的检验。8.2.2 检验方案8.2.2.1 以相同规格、相同材料、相同工艺、相同设备，稳定连续生产达

16、到5t或3000m为一批，不足此数时视为一批。8.2.2.2 每件均应进行外观的检验。8.2.2.3 尺寸及尺寸偏差检验采用一次抽样，每批随机抽取不少于2件进行检验。8.2.2.4 巴柯尔硬度、纤维体积含量、纵向拉伸强度、纵向拉伸弹性模量、横向压缩强度、纵向弯曲强度、全截面压缩性能检验采用两次抽样，每批随机抽取不少于3件产品进行检验。8.2.3 判定规则8.2.3.1 外观达到6.1的要求，则判定该FRP型材合格，否则判定该FRP型材不合格。8.2.3.2 采用一次抽样时，如果有1项及1项以上项目不符合6.2的要求，则判该批产品不合格，8.2.3.3 采用二次抽样时，第一次所抽样本全部符合6.

17、3-6.5中相应要求则判该批产品合格z如果有2项及2项以上不符合要求，则判该批产品不合格。当有一项不符合要求时，进行第二次抽样，如第二抽样全部项目合格，判该批产品合格，否则判该批产品不合格。8.3 型式检验8.3.1 栓瞌条件有下列情况之一时应进行型式检验za) 正式投产前的试制定型检验sb) 正式投产后，如材料、工艺、设备有较大改变ic) 正常生产2年;d) 连续停产半年及以上后恢复生产ze) 出厂检验结果与上次型式检验有较大差异。8.3.2 检验项目8.3.2. 1 检验项目包括6.1-6.5中全部项目。8.3.2.2 有耐久性标识的产品应进行6.6中相应耐久性能项目检验。8.3.2.3

18、根据设计要求进行6.7中项目检验。8.3.3 判定规则所检项目全部合格判型式检验合格，否则判型式检验不合格。9 标志、包装、运输和贮存9.1 标志产品包装上应清楚标明下列内容za) 产品名称、标记zb) 制造企业名称、地址zc) 生产日期、批号。10 G/T 31539-2015 9.2 包装9.2.1 出厂产品每批应附有合格证，合格证内容包括z编号、生产日期和批号，产品规格，检验结果，制造商的名称、地址，检验人员签章。9.2.2 运输前应用纸板、气泡膜、软木等软物垫衬，并拴紧扎牢。9.3 运输运输时应用纸板、气泡膜、软木等软物垫衬，并用绳子拴紧扎牢。运输车辆以及堆放处应有防雨、防潮设施。装卸

19、车时不应损伤包装，应避免磕碰、雨淋、漫水。9.4 贮存贮存场地应干燥、通风、地面平整。贮存时不应在产品上堆压重物，应避免商淋以及阳光直射，远离热源、火源。11 GB/T 31539-2015 附录A(规范性附录FRP型材螺钉拔出承载力试验方法A.1 范国本附录规定了螺钉拔出承载力试验的试验原理、试件、试验设备、试验环境条件和试验步骤。本附录适用于螺钉拔出承载力测试。A.2 试验原理试件为中央开一圆形销孔的正方形FRP板，将其放置在组合夹具之中，对耳叉施加单轴拉伸荷载，使FRP板受到螺钉传递的局部荷载，直至复合材料试件、螺钉或两者都发生破坏为止。试件尺寸与夹持装置见图A.1所示。说明2b一一试件

20、边长zd一一销孔直径sD一一间隙孔直径sdb-一一摞钉帽直在A.3 试件4 单位为毫米-e一-4mm时，试件的边长与打孔尺寸由试件厚度决定，应满足b/t=20 ,d/t= 1.5 ,do/t =3. 试件打孔直径误差应控制在土0.2mm之内。试件打孔位置在之间中心。A.3.3 试件切取应满足GB/T1446规定。A.4 试验设备A.4.1 试验机应符合GB/T1446规定。A.4.2 夹具顶握和顶板之间应能够用螺栓紧圃，且应有足够的刚度和强度，在试验过程中不破坏，不发生过大的变形。夹具顶板上有一间隙孔，以便耳叉与销杆伸出。当试件厚度t4mm时，间晾孔直径D为50mm;当试件厚度t4mm时，间隙

21、孔直径由试件厚度决定，应满足D/t=12.5。A.4.3 螺钉与销杆应有足够的刚度和强度，在试验过程中不破坏，不发生过大的变形。当试件厚度t4 mm时，db为12mm;当试件厚度t4mm时，应满足db/t=3.A.4.4 耳叉应能在两个正交方向自由旋转，调整荷载垂直于试件平面，且应有足够的强度，A.5 试验环撞条件按GB/T1446的规定。A.6 试验步骤A.6.1 用符合精度要求的量具测量试件截面几何尺寸，每组数据测量3次，取算术平均值。A.6.2 安装试件，将试件销孔与夹具顶板间隙孔对中，不应对螺钉施加紧固力。A.6.3 试验开始前应对试件进行预拉，排除试验装置中的松弛变形，同时检查试验系

22、统是否正常。A.6.4 试验采用连续加荷的方式，加载速度应控制在(1:I:O.2)mm/min，对试样加载直至最大载荷，并且载荷从最大载荷下降30%为止。在作用载荷第一次明显下降(大于10%)以前，载荷-位移曲线上观察到的第一个峰值载荷定义为结构的破坏载荷Pu. A.6.5 非螺钉压挤而造成试件损坏的测试结果无妓，包括销杆、螺钉出现不可恢复的损坏，试件在开孔远端损坏，耳叉损坏等。记录出现无效结果的总数及样品型号，同批有效试样不足5个时，应在同批次产品中重新随机选取试件进行试验。A.7 结果计算与报告A工1同型试件测得螺钉挤压强度变异系数不应超过15%，否则应视为无效结果，对试验过程进行检查后，

23、重新随机抽取一组5个试件进行试验，直至得到有效的试验数据。A.7.2 试验报告中应包含以下内容za) 试件、销杆和螺钉的尺寸;b) 各个试件的破坏荷载、破坏荷载的平均值以及标准差。13 GB/T 31539-2015 附录B(规范性附录F盯型材全截面压缩性能试验方法B.1 范围本附录规定了FRP型材全截面受压试验的试验原理、试件、试验设备、试验环境条件和试验步骤。本附录适用于全截面压缩性能测试。B.2 试验原理以恒定的加载速度对试件逐级施加轴压力，直至试件破坏或达到预定的变形值。B.3试件B.3.1 试件应从批量生产的产品中随机选取，每批试件数量为5个。B.3.2 进行FRP型材全截面压缩试验

24、时，应控制试件长度Lo保证试件不发生失稳。根据长细比以及试件长度与板件最小壁厚的比值(以下简称长厚比控制试件长度za) 长细比为3;b) 有自由边板件的长厚比为5，无自由边板件的长厚比为8;c) 非双轴对称的异型截面试件的长厚比为5;d) 试件长度为上述长细比以及长厚比控制的最小长度。B.3.3 试件上下端面应平行，且与试件中心线垂直。不平行度应小于试件高度的0.1%。B.4 试验设备B.4.1 试验机应符合GB/T1446规定。B.4.2 试验机的加载头应平整、光滑，并具有可调整上下压摄平行度的球形支座。当试验机压头尺寸小于试件截面尺寸时，应使用具有足够强度和刚度、表面平整、光滑、尺寸不小于

25、试件截面尺寸的钢垫，使试样全截面均匀受压。B.5 试验环境条件接GB/T1446的规定。B.6 试验步骤B.6.1 用符合精度要求的量具测量试件截面几何尺寸，计算试件截面飘A。每组数据测量3次，取算术平均值。B.6.2 试验开始前应对试件进行预压，排除试验装置中的松弛变形，同时检查试验系统是否正常、试件是否保持竖直。14 GB/T 31539-2015 B.6.3 当进行全截面受压极限承载力测试时，采用连续加荷的方式，加载速度应控制在10kN/min 20 kN/min或1mm/min2 mm/min范围内，也可以采用无冲击影响的逐级加载方式，直至试件丧失承载力或试件最大变形超过0.05Lo，

26、极限压力记为PuoB.6.4 若试件发生失稳本次试验无效，应在同批次产品中随机选取5个试件，按照如下规则减小试件高度za) 长细比为2;b) 有自由边板件的长厚比为3，无自由边板件的长厚比为5;0 非双轴对称的异型截面试件的长厚比为3;d) 试件长度为上述长细比以及长厚比控制的最小长度。B.7 结果计算与报告B.7.1 FRP型材全截面压缩极限承载力与截面职之比按照(Pu/A)计算，单位为兆帕(MPa)，A为试件实测净截面积，单位为平方毫米(mm2);pu为试件实测极限承载力，单位为牛顿(N)。B.7.2 同型试件测得全截面压缩性能离散系数不应超过15%，否则应视为无效的结果，对试验过程进行检

27、查后，重新随机抽取一组5个试件进行试验。B.7.3 试验报告中应包含以下内容za) 各个试件的尺寸和实测截面积;b) 各个试件的长细比和长厚比;c) 各个试件的失效荷载zd) 试件全截面压缩极限承载力与截面积之比的平均值、际准差以及离散系数。mFON|mmFmH阁。华人民共和国家标准结构用纤维增强复合材料拉挤型材GB/T 31539-2015 国4叩* 中国标准出版社出版发行北京市朝阳区和平里西街甲2号(100029)北京市西城区三里洞北街16号(10004日网址总编室:(010)68533533发行中心:(010)51780238读者服务部:(010)68523946中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销* 印张1.25字数32千字2015年6月第次印刷开本880X12301/16 2015年6月第一版* 21. 00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68510107书号:155066. 1-51767定价GB/T 31539-2015 打印日期:2015年6月26日F002