中國工程建設標準化協會標準
cecs13∶89
主編單位:哈爾濱建築工程學院
大連理工大學
批准單位:中國工程建設標準化協會
批准日期:2023年12月26日
1991北京
前言鋼纖維混凝土是我國近幾年發展起來的新材料。它具有耐磨、抗拉和抗剪效能強的優點,因此,可以廣泛用於道路工程(包括機場跑道)、水工和港口工程、鐵路工程以及工業與民用建築中的剛性屋面、抗震節點和廠房地面。為了統一鋼纖維混凝土的試驗方法,以滿足《鋼纖維混凝土結構設計與施工規程》的技術要求,本標準起草小組以科學試驗為基礎,結合這種材料的工程實踐,並反覆徵求有關單位和專家的意見,制訂了本標準,最後經全國鋼筋混凝土標準技術委員會審查定稿。
現批准《鋼纖維混凝土試驗方法》cecs13∶89為中國工程建設標準化協會標準,推薦給各工程建設設計、施工和科研單位使用。在使用過程中,如發現需要修改補充之處,請將意見及有關資料寄交哈爾濱建工學院(哈爾濱大直街,郵政編碼:150006)、大連理工大學(大連市,郵政編碼:
116024)。
中國工程建設標準化協會
2023年12月26日
目錄主要符號
第一章總則
第二章拌合物取樣及試樣製備
第三章稠度試驗
第一節坍落度法
第二節倒置坍落度筒法
第三節維勃（ｖｂ）稠度法
第四章拌合物質量密度試驗
第五章拌合物鋼纖維體積率試驗
第六章拌合物含氣量試驗
第七章試件的製作及養護
第一節澆築鋼纖維混凝土試件
第二節噴射鋼纖維混凝土試件
第八章立方體抗壓強度試驗
第九章軸心抗壓強度試驗
第十章靜力受壓彈性模量試驗
第十一章劈裂抗拉強度試驗
第十二章抗剪強度試驗
第十三章抗折強度試驗
第十四章抗折彈性模量試驗
第十五章彎曲韌性和初裂強度試驗
第十六章壓縮韌性試驗
第十七章鋼纖維與水泥砂漿粘結強度試驗
第十八章鋼纖維混凝土與鋼筋粘結強度試驗
第十九章抗凍效能試驗
第一節慢凍法
第二節快凍法
第二十章抗滲效能試驗
第二十一章乾縮試驗
附錄一常用非法定計量單位與法定計量單位的換算關係
附錄二本標準用詞說明
附加說明
第一章總則
第1.0.1條用均勻分散的短鋼纖維增強的普通混凝土稱為鋼纖維混凝土。為統一測定鋼纖維混凝土效能及檢驗或控制其工程質量的試驗方法,特制訂本標準。
注:短鋼纖維是指長度為15～60mm,直徑(或等效直徑)為0.3～0.7mm,長徑比為40～100的鋼纖維。每立方公尺混凝土中摻入的鋼纖維為40～200kg。
第1.0.2條本標準適用於一般工程建設中澆築鋼纖維混凝土和噴射鋼纖維混凝土的物理、力學及工藝效能的試驗。
第二章拌合物取樣及試樣製備
第2.0.1條本方法適用於鋼纖維混凝土拌合物的取樣和試樣製備。
第2.0.2條鋼纖維混凝土拌合物基本效能試驗用料應從同一次攪拌或同一車運送的混凝土中取出,或在試驗室用機械或人工單獨拌製。
第2.0.3條在鋼纖維混凝土工程施工中取樣時,應遵守現行國家標準《混凝土結構工程施工及驗收規範》以及有關規範的規定。
第2.0.4條配製鋼纖維混凝土的水泥、骨料、水、外加劑和混合材料應符合現行國家標準《混凝土結構工程施工及驗收規範》中的有關規定。
粗骨料最大粒徑不應大於20mm。
第2.0.5條鋼纖維的品種、規格和尺寸應符合試驗目的的要求。鋼纖維的表面應潔淨、無鏽、無油、無毒,不得使用因加工不良或生鏽而粘連成團的鋼纖維。
第2.0.6條在試驗室拌合鋼纖維混凝土時,所用材料應一次備齊,骨料應提前運入室內並翻拌均勻。水泥應放置在密閉的防潮容器中。
第2.0.7條試驗室拌合鋼纖維混凝土的材料稱量應符合下列規定:
一、各種材料分別按重量稱量。對水、液態外加劑以及外加劑水溶液,也可按容積計量。
二、稱量的精確度:骨料為±1%;水、水泥、鋼纖維和外加劑為±0 5%。
三、稱量後應立即攪拌。
第2.0.8條在試驗室攪拌鋼纖維混凝土應符合下列規定:
一、拌合間的溫度應為20±5℃。
二、攪拌鋼纖維混凝土宜採用強制式攪拌機,也可用人工攪拌。
三、鋼纖維混凝土的一次攪拌量,應比試驗用量多5l,並應在攪拌機規定容量的50%～80%之間。
四、為保證鋼纖維在混凝土中均勻分散,攪拌時間應不少於3min。可採用兩種投料次序:
1.先將鋼纖維和骨料、水泥攪拌均勻,然後加水和外加劑水溶液繼續攪拌。
2.先攪拌除鋼纖維外的其他材料,逐漸投入鋼纖維,當全部投入後,再攪拌1min。
必要時可使用纖維分散機,防止纖維結團。
五、用攪拌機攪拌的鋼纖維混凝土應用人工再次攪拌,平鏟端部應緊貼攪拌盤滑動翻拌。
第2.0.9條拌合物取樣後應立即試驗。
第三章稠度試驗
第一節坍落度法
第3.1.1條本方法適用於坍落度值不小於20mm的鋼纖維混凝土拌合物的稠度測定。
第3.1.2條坍落度試驗所用裝置應符合下列規定:
一、坍落度筒是由薄鋼板或其他金屬板製成的圓台形筒(見圖3.1.2)。
內壁應光滑、無凹凸部位,底面和頂面應互相平行並與錐體的軸線垂直。在筒的兩側2/3高度處安裝把手,下端應焊腳踏板。
筒的內部尺寸為:
底部直徑:200±2mm;
頂部直徑:100±2mm;
高度:300±2mm;
筒壁厚度:不小於1.5mm。
二、搗棒為直徑16mm、長600mm的鋼棒,端頭應磨圓。
第3.1.3條坍落度試驗步驟如下:
一、濕潤坍落度筒內壁及其他用具,將筒置於不吸水的剛性水平底板上,踩住筒兩邊的腳踏板,使其在裝料時保持固定位置。
二、按筒高的1/3分層,逐次裝料搗實。每層用搗棒沿螺旋方向由外向中心均勻插搗25次,搗棒應插透本層。沿筒邊插搗時,搗棒應稍傾斜。
應使頂層鋼纖維混凝土在插搗後略高出筒口,刮去後用抹刀抹平。
三、清除筒邊的鋼纖維混凝土後,在5～10s內垂直平穩地提起坍落度筒。
從裝料到提筒應在150s內完成。
四、測量坍落後鋼纖維混凝土試件最高點與筒高之差,即為該鋼纖維混凝土拌合物的坍落度值。
若鋼纖維混凝土發生崩坍或一側剪壞,應重新取樣測定。若第二次試驗仍出現上述現象,則表明該鋼纖維混凝土和易性不好,應記錄備查。
第3.1.4條鋼纖維混凝土拌合物坍落度以mm為單位,精確至5mm。
第二節倒置坍落度筒法
第3.2.1條本方法適用於倒置坍落度筒稠度在5～60s之間的鋼纖維混凝土拌合物的稠度測定。
第3.2.2條用倒置坍落度筒法測定稠度所用裝置應符合下列規定:
一、倒置坍落度筒裝置見圖3.2.2,坍落度筒的內部尺寸與本標準第3.1.2條的規定相同。
二、小型插入式震動棒:
直徑:25～28mm;
長度:250mm;
頻率:18～22hz;
振幅:1mm。
第3.2.3條倒置坍落度筒稠度試驗步驟如下:
一、潤濕坍落度筒及底筒內壁,推入插板,將鋼纖維混凝土試樣裝入坍落度筒,使頂面略高出筒口,刮去後用抹刀抹平。
二、輕輕抽出插板,開啟震動棒,在其接觸鋼纖維混凝土表面的瞬間用秒錶開始計時。
三、使震動棒沿坍落度筒中心線垂直下沉,達到距底筒底面10mm處為止。繼續振搗直至鋼纖維混凝土全部流出坍落度筒,停表計時,並關閉震動棒。秒錶讀數精確至1s。
第3.2.4條由秒錶讀出的時間(s)即為鋼纖維混凝土拌合物的倒置坍落度筒稠度值。
第三節維勃(vb)稠度法
第3.3.1條本方法適用於維勃稠度在5～30s之間的鋼纖維混凝土拌合物的稠度測定。
第3.3.2條維勃稠度試驗所用裝置應符合下列規定:
一、維勃稠度儀(圖3.3.2)由以下部分組成:
1.震動臺:檯面長380mm;寬260mm,支承在4個減震器上。
檯面底部裝設頻率為50±3hz的震動器。裝有空容器時檯面的振幅應為0.5±0.1mm。
2.容器:用鋼板製成的圓筒,高200±2mm,內徑240±5mm,壁厚8mm,底厚7.5mm。
3.坍落度筒:其內部尺寸與本標準第3.1.2條的規定相同。
4.餵料鬥:固定在旋轉架的一側,就位後,其軸線應與容器的軸線重合。
5.旋轉架:在與裝置餵料鬥對稱的一側設有套管,將測桿插入套管,並用測桿螺絲固定。
在測桿下端安裝水平的透明圓盤。旋轉架安裝在支柱上,以十字凹槽定向,用定位螺絲固定。測桿就位後,其軸線也應與容器的軸線重合。
透明圓盤的直徑為230±2mm,厚度為10±2mm。荷重塊置於圓盤上。由測桿、圓盤及荷重塊組成的可動部分總重量為2750±50g。
二、搗棒與本標準第3.1.2條的規定相同。
第3.3.3條維勃稠度試驗步驟如下:
一、將維勃稠度儀置於堅實水平的地面上,潤濕容器、坍落度筒、餵料鬥內壁及其他用具。
二、將餵料鬥轉到坍落度筒上方扣緊,校正容器位置,使其軸線與餵料鬥軸線重合,然後擰緊固定螺絲。
三、按本標準第3.1.3條第二款的規定裝料、搗實。
四、轉離餵料鬥,垂直提起坍落度筒,應防止鋼纖維混凝土試體橫向扭動。
五、將透明圓盤轉到鋼纖維混凝土圓台體上方,放鬆測桿螺絲,降下圓盤輕輕接觸鋼纖維混凝土頂面,擰緊定位螺絲。
六、開啟震動臺,同時用秒錶計時。振動到透明圓盤的底面被水泥漿布滿的瞬間,停表計時,並關閉震動臺。秒錶讀數精確至1s。
第3.3.4條由秒錶讀出的時間(s)即為鋼纖維混凝土拌合物的維勃稠度值。
第四章拌合物質量密度試驗
第4.0.1條本方法適用於測定鋼纖維混凝土拌合物振實後的質量密度。
第4.0.2條測定拌合物質量密度所用裝置應符合下列規定:
一、容量筒為金屬製成的圓筒,兩側裝有把手。對纖維長度不大於40mm的拌合物採用容積為5l的容量筒,其內徑與筒高均為186±2mm,筒壁厚為3mm;纖維長度大於40mm時,容量筒的內徑與筒高均應大於纖維長度的4倍。容量筒上緣及內壁應光滑平整,頂面與底面應平行並與圓柱體的軸線垂直。
二、台秤:稱量100kg,感量50g。
三、震動臺:頻率50±3hz,空載時的振幅為0.5±0.1mm。
四、震槌:重量為1kg的木槌。
第4.0.3條本試驗步驟如下:
一、把容量筒內外擦淨,稱出筒重,精確至50g。
二、裝料與振實。
1.坍落度不大於50mm的拌合物,用震動臺振實。應一次將拌合物灌到高出容量筒口,裝料時用震槌稍加敲振。振動過程中如拌合物沉落低於筒口,應隨時新增,直至表面出漿。
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