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鋼纖維概述
混凝土用鋼纖維

  YB/T 151-1999

  國家冶金工業局1999-08-19批準 2000-01-01實施

  前言

  本標準非等效采用美國材料與試驗協會標準ASTM A820—1990《增強纖維混凝土用鋼纖維》。

  本標準在鋼纖維定義、抗拉強度、彎曲性能、尺寸偏差值及計算等主要技術內容與ASTM A820相同,但未規定尺寸超差試樣的比例。本標準增加了產品外形分類、產品標記及包裝的內容,并對在生產過程中產生的軋屑和粘連片的允許值作了規定。

  本標準由全國鋼標準化技術委員會提出并歸口。

  本標準起草單位:上海哈瑞克斯金屬制品有限公司、冶金信息標準研究院。

  本標準主要起草人:陳伯祥、葉堅、姜清梅、封文華。

  1 范圍

  本標準規定了混凝土用鋼纖維的定義及符號、分類及代號、尺寸、重量及允許偏差、技術要求、試驗方法、檢驗規則、包裝、標志、運輸及貯存。

  本標準適用于為提高混凝土性能而使用的鋼纖維。

  對用于其他增強工程材料,如增強耐火材料的不銹鋼纖維,可參考本標準。

  2 引用標準

  下列標準所包含的條文,通過在本標準中引用而構成為本標準的條文。本標準出版時,所示版本均為有效。所有標準都會被修訂,使用本標準的各方應探討使用下列標準最新版本的可能性。

  GB/T 228—1987 金屬拉伸試驗方法

  3 定義及符號

  3.1 本標準采用下列定義

  鋼纖維:用鋼材料經一定工藝制成的、能隨機地分布于混凝土中的短而細的纖維。

  3.2 符號

  本標準采用符號見表1。

  4 分類及代號

  4.1 按原材料分類,類別和代號為:

  碳素結構鋼 C

  合金結構鋼 A

  不銹鋼 S

  4.2 按生產工藝分類,類別和代號為:

  鋼絲切斷纖維 W

  薄板剪切纖維 S

  熔抽纖維 Me

  銑削纖維 Mi

  4.3 按形狀及表面分類,類別和代號見表2。

  4.4 按抗拉強度等級分類,類別和代號為:

  抗拉強度380~600MPa 380

  抗拉強度大于600~1 000MPa 600

  抗拉強度大于1 000MPa 1 000

  5 尺寸、重量及允許偏差

  5.1 尺寸及允許偏差

  5.1.1 普通形鋼絲切斷纖維由直徑(d)或等效直徑(de)、長度(l)表示。長徑比為(l/d)或(l/de)。

  5.1.2 普通型薄板剪切纖維由厚度(t)、寬度(ω)和長度(l)表示。長徑比為 ,A=tω

  5.1.3 異型鋼絲切斷纖維和異型薄板剪切纖維由直徑(d)或等效直徑(de)、投影長度(ln)表示。長徑比為(ln/d)或(ln/de)。其形狀見圖1。

  5.1.4 熔抽纖維和銑削纖維由等效直徑(de)、長度(l)或投影長度(ln)表示。

  等效直徑可以在鋼纖維數量確定的條件下,測量其平均長度和重量求得。鋼的密度取7.85g/cm3。

  5.1.5 長度允許偏差應不超過公稱值的±10%。

  直徑或等效直徑允許偏差應不超過公稱值的±10%。

  長徑比允許偏差應不超過公稱值的±15%。

  5.2 重量及允許偏差

  鋼纖維應按箱(袋)交貨,每箱或袋的重量一般以20kg為宜,其允許偏差應不超過規定值的±1%。

  5.3 標記示例

  標記舉例:

  A)低合金鋼銑削纖維,外形為縱向扭曲兩端有錨尾,有一個粗糙表面,抗拉強度大于700MPa,長度為32mm,其標記為:

  AMi04—32—600-YB/T 151—1999

  B)碳素鋼鋼絲切斷纖維,外形為縱向平直,兩端帶鉤,表面光滑,長度25mm,抗拉強度大于700MPa,其代號為:

  CW03—25—600-YB/T 151—1999

  6 技術要求

  6.1 原材料

  原材料應符合相應鋼或鋼產品標準的要求。

  6.2 外觀質量

  6.2.1 鋼纖維表面應清潔干燥,不得粘混有油污和其他妨礙其與水泥砂漿粘結的雜質。

  6.2.2 鋼纖維內含有的因加工不良和嚴重銹蝕造成的粘連片、鐵屑、雜質的纖維總重量不應超過鋼纖維重量的1%。

  6.3 抗拉強度

  抗拉強度fu應符合表3規定。

 

   6.4 彎曲性能

  在不低于攝氏16℃時,將單根鋼纖維圍繞3mm直徑的圓周彎曲至90°時,90%的試樣不應斷裂。

  7 試驗方法

  7.1 外觀質量

  用目視法進行檢驗。人工挑撿出表面粘混有油污和其他妨礙其與水泥砂漿粘接的介質的鋼纖維,或因加工不良和嚴重銹蝕造成的粘接片、鐵屑的鋼纖維及雜質,并稱重計算。

  7.2 尺寸偏差

  7.2.1 長度偏差

  每次檢測時隨機抽取100根纖維,用最小分度值為0.01mm的量具測量,長度偏差按式(1)計算:

  式中:δ1——鋼纖維長度偏差值,%;

  ——100根受檢鋼纖維實測長度的平均值;

  l——鋼纖維公稱長度;

  ——100根受檢鋼纖維實測投影長度的平均值;

  ln——鋼纖維公稱投影長度。

  7.2.2 直徑或等效直徑偏差

  每次檢測時隨機抽取10根纖維,直徑或等效直徑偏差按式(2)計算:

  式中:δr——鋼纖維直徑偏差值,%;

  ——10根受檢鋼纖維實測直徑的平均值;

  d——鋼纖維公稱直徑;

  ——10根受檢鋼纖維實測等效直徑的平均值;

  de——鋼纖維公稱等效直徑。

  對于截面不規則的纖維,在長度偏差得到控制的前提下,等效直徑偏差可按式(3)進行計算:

  式中:W0——10根鋼纖維實測重量;

  ρ——鋼的密度;

  l——10根受檢鋼纖維的實測長度之和。

  7.2.3 長徑比偏差

  長徑比偏差按式(4)計算:

  式中: ——實測平均長度與實測平均直徑之比;

  λ——公稱長徑比。

  7.3 抗拉強度

  7.3.1 抗拉強度的測試方法應參照GB/T 228的有關規定。拉伸試驗時允許采取必要的措施保護纖維不受擠傷。

  7.3.2 每次試驗取10根合格纖維。如出現鋼纖維斷裂在夾持處的情況,允許補充抽樣。10根鋼纖維的平均抗拉強度不得小于相應級別鋼纖維抗拉強度的規定值,且任一根鋼纖維的抗拉強度不得小于相應級別鋼纖維抗拉強度規定值的90%。

  7.3.3 當母材是鋼絲或鋼板時,拉伸試樣可采用較大的母材試樣,抗拉強度不應小于相應級別鋼纖維抗拉強度的規定值。

  7.3.4 計算抗拉強度的截面積,鋼絲切斷纖維用實測直徑計算,薄板剪切纖維用實測厚度和寬度計算,熔抽纖維和銑削纖維用實測平均等效直徑計算。在計算等效直徑時,重量應精確到0.01g。截面積應精確到小數點后3位,單位是mm2。

  7.4 彎曲

  每次試驗取10根合格纖維。將其沿直徑不大于3mm的圓周向一個方向彎曲至90°不斷裂。該測試可直接用手進行。

  7.5 重量

  隨機抽取5箱(袋)產品,用精度不大于50g的量器逐一進行檢測。凈重與額定重量誤差應不大于±1%。

  8 檢驗規則

  8.1 檢查及驗收

  鋼纖維的檢查和驗收由供方技術監督部門進行。需方有權進行復查。

  8.2 組批規則

  鋼纖維應按批檢驗。每批重量不大于5t。每批應由同一品種,同一尺寸規格,同一強度等級的鋼纖維組成。

  8.3 取樣數量及方法應符合表4的規定。

  8.4 復驗與判定規則

  檢驗結果如有不合格項目,則加倍取樣對不合格項目進行復驗。如復驗合格,則該批產品合格。如復驗不合格,該批判廢。

  9 包裝、標志、運輸及貯存

  9.1 包裝

  9.1.1 鋼纖維包裝也可根據用戶要求和運輸特點,采用各種包裝方式,但須有防潮措施。

  9.1.2 每種包裝中應為同一品種,同一尺寸規格,同一強度的纖維。

  9.2 標志

  每個包裝箱(袋)上,應注明產品名稱、規格型號、商標、標準編號、批號、重量(凈重、毛重)、制造日期、檢驗員代號、生產廠廠名、廠址并應加“防潮”字樣的標志。

  9.3 運輸

  適合一般裝卸運輸方式,但應采取必要措施防止雨雪浸襲。

  9.4 貯存

  鋼纖維應貯存在清潔通風、干燥的庫房內,不能與有腐蝕的物資同貯一室。

  10 質量證明書

  每批交貨的產品,應附有質量證明書。其中應注明生產廠家、發貨日期、標準編號、產品名稱、規格、標準中規定的各項檢驗結果、質檢部門印證。

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  鋼纖維混凝土規定

  英文詞條名:

  1 鋼纖維混凝土的強度等級應按立方體抗壓強度標準值確定。立方體抗壓強度標準值按現行《混凝土結構設計規范》的規定采用。

  2 拌制鋼纖維混凝土不得采用海砂,嚴禁摻加氯鹽。鋼纖維混凝土的強度等級不應低于CF20,并應滿足結構設計對韌性、強度等級與抗拉強度/彎拉強度的要求。

  纖維混凝土采用的粗骨料粒徑不宜大于20MM和鋼纖維長度的2/3。當粗骨料粒徑大于20MM時,應選用適宜的纖維,經過專門的試驗檢驗滿足設計要求的工作度、增韌及增強作用時方可采用。

  纖維混凝土的鋼纖維含量應根據設計要求確定,且不應小于20KG/M3(或0.25%體積率)。

  3 鋼纖維混凝土的韌性應滿足相應的設計要求,并通過試驗確定;其韌性的檢測方法可參照附錄II進行。

  4 鋼纖維混凝土強度標準值與設計值可根據鋼纖維混凝土的強度等級按現行有關混凝土結構設計規范的規定采用。

  5 鋼纖維混凝土的受壓和受拉彈性模量以及剪切模量應根據鋼纖維混凝土的強度等級按現行《混凝土結構設計規范》的規定采用。

  鋼纖維混凝土的彎拉彈性模量,可根據同強度等級素混凝土設計彎拉強度按現行有關水泥混凝土路面或機場道面設計規范的規定采用。

  鋼纖維混凝土的泊松比和線膨脹系數可取與普通混凝土相同值,按現行有關混凝土結構設計規范的規定采用。

  6 配制鋼纖維高強混凝土時每立方米鋼纖維混凝土原材料內的含堿總量不應超過3KG,混凝土中的氯鹽含量(以氯離子重量計)不得超過水泥重量的0.2%。當結構處于潮濕或有鹽、堿等腐蝕物質作用的環境下時,氯鹽含量應低于水泥重量的0.1%。

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