（免費下載）JGJ/T 221-2010 纖維混凝土應用技術規(guī)程
1 總 則
1.0.1 為規(guī)范纖維混凝土在建設工程中的應用，保證工程質量，做到技術先進、安全可靠、經濟合理，制定本規(guī)程。
1.0.2 本規(guī)程適用于鋼纖維混凝土和合成纖維混凝土的配合比設計、施工、質量檢驗和驗收。
1.0.3 纖維混凝土的應用除應符合本規(guī)程外，尚應符合國家現(xiàn)行有關標準的規(guī)定。
2 術 語
2.0.1 鋼纖維 steel fiber
由細鋼絲切斷、薄鋼片切削、鋼錠銑削或由熔鋼抽取等方法制成的纖維。
2.0.2 纖維混凝土 fiber reinforced concrete
摻加短鋼纖維或短合成纖維的混凝土總稱。
2.0.3 鋼纖維混凝土 steel fiber reinforced concrete
摻加短鋼纖維作為增強材料的混凝土。
2.0.4 當量直徑 equivalent diameter
纖維截面為非圓形時，按截面積相等原則換算成圓形截面的直徑。
2.0.5 纖維長徑比 aspect ratio of fiber
纖維的長度與直徑或當量直徑的比值。
2.0.6 合成纖維 synthetic fiber
用有機合成材料經過擠出、拉伸、改性等工藝制成的纖維。
2.0.7 膜裂纖維 fibrillated fiber
展開后能形成網狀的合成纖維。
2.0.8 合成纖維混凝土 synthetic fiber reinforced concrete
摻加短合成纖維作為增強材料的混凝土。
2.0.9 纖維用量 fiber content
每立方米纖維混凝土中纖維的質量。
2.0.10 纖維體積率 fraction of fiber by volume
纖維體積占混凝土體積的百分比。
3 原 材 料
4 纖維混凝土性能
5 配合比設計
6 施 工
7 質量檢驗和驗收
附錄A 混凝土用鋼纖維性能檢驗方法
附錄B 纖維混凝土抗彎韌性(等效抗彎強度)試驗方法
B.0.1 本試驗方法適用于摻加鋼纖維或增韌合成纖維的混凝土抗彎韌性(等效抗彎強度)的測定。
B.0.2 試驗設備應符合下列規(guī)定：
1 試驗設備應采用閉環(huán)液壓伺服系統(tǒng)，應具有足夠的剛度，并應具有等速位移控制裝置。
2 撓度測量位移傳感器(LVDT)應準確測量試件跨中撓度，測量精度不應低于0.01mm。
3 荷載測量傳感器應準確測量施加于試件上的荷載，測量精度不應低于0.1kN。
4 數據采集系統(tǒng)應定時采集荷載與撓度的數據，采集頻率可根據具體的試驗要求確定，并應按要求繪制荷載-撓度全曲線。
5 夾式引伸儀的測量精度應與位移傳感器相同。
B.0.3 成型試件應符合下列規(guī)定：
1 應沿試模的長度方向分兩層均勻、連續(xù)澆筑混凝土，裝填量宜在試件振實后與試模上沿平齊。
2 試件宜采用振動臺振實，振動時間應以試件表面開始泛漿為止。
3 振實后應及時抹平混凝土表面，纖維不得露出混凝土表面。
B.0.4 試件應符合下列規(guī)定：
1 試件尺寸應為150mm×150mm×550mm。
2 每組試驗至少應制備4個試件。
3 試件養(yǎng)護應按現(xiàn)行國家標準《普通混凝土力學性能試驗方法標準》GB/T 50081規(guī)定的標準養(yǎng)護條件養(yǎng)護至28d。
4 試件從養(yǎng)護環(huán)境中取出后，應將表面水分擦干，并使用濕鋸在試件垂直于非澆筑面的某個側面跨中位置進行預開口，開口寬度不應大于5mm，開口深度應為25mm±1mm。然后進行加荷試驗。
B.0.5 試驗測試應按下列步驟進行：
1 試件應無偏心地放置于試驗支座上，開口向下，澆筑面應垂直于支撐面(圖B.0.5)。
圖B.0.5 試驗裝置示意
1—試件；2—鋁板(鋼板）；3—位移傳感器
2 加載點應對準試件下部開口，試件跨距應為500mm。兩個支撐和加載壓頭應均為直徑30mm的鋼制滾軸，并應調節(jié)使其與試件縱軸垂直。
3 位移傳感器應分別安裝在試件跨中位置的兩側面；撓度測量裝置宜安裝在試件兩邊支座處。
4 啟動試驗機，加荷速度應以撓度0.2mm/min的速率進行等速加載。試驗應進行至試件跨中撓度不小于3mm或者試件破壞。
5 若試件未在預開口處斷裂，應舍棄該試驗結果。
6 在試件斷裂面的附近，對試件每一面的高度和寬度應各測量一次，并應精確到1.0mm，然后應計算試件高度和寬度的平均值。
B.0.6 試驗結果計算及處理應符合下列規(guī)定：
1 試驗結束后應繪制荷載-撓度曲線(圖B.0.6)。
2 確定比例極限荷載(FL)，即撓度間隔為0.05mm的荷載最大值。比例極限()應按下式計算，并應精確至0.1MPa：
式中：——比例極限(MPa)；
FL——圖B.0.6中比例極限荷載(N)；
L——試件的跨度(mm)；
B——試件的截面寬度(mm)；
Hsp——試件開槽處的凈截面高度(mm)。
3 能量吸收值的計算應符合下列規(guī)定：
1)跨中撓度δ1和δ2(圖B.0.6)應按下式計算：
δ1＝δL＋0.65 (B.0.6-2)
δ2＝δL＋2.65 (B.0.6-3)
式中：δL——比例極限荷載對應的撓度值(mm)。
2)
為跨中撓度為δ1時纖維對混凝土所貢獻的能量吸收值，在數值上應等于荷載曲線AC、直線AB、BD和CD圍成的圖形面積；
為跨中撓度為δ2時纖維對混凝土所貢獻的能量吸收值，在數值上應等于荷載曲線AE、直線AB、BF和EF圍成的圖形面積。
Dn為纖維混凝土的能量吸收值(N·mm)，Dn＝Dc＋
，n＝1，2，……
4 跨中撓度為δ1時的等效荷載和等效抗彎強度應按下列公式計算：
式中：Feq，1——跨中撓度為δ1時的等效荷載(N)；
eq，1——跨中撓度為δ1時的等效抗彎強度(MPa)，精確至0.1MPa。
5 跨中撓度為δ2時的等效荷載和等效抗彎強度應按下列公式計算：
式中：Feq，2——跨中撓度為δ2時的等效荷載(N)；
eq，2——跨中撓度為δ2時的等效抗彎強度(MPa)，精確至0.1MPa。
附錄C 纖維混凝土彎曲韌性和初裂強度試驗方法
C.0.1 本試驗方法適用于摻加鋼纖維或增韌合成纖維的混凝土的彎曲韌性和初裂強度的測定。
C.0.2 試驗設備應符合本規(guī)程第B.0.2條的規(guī)定。
C.0.3 成型試件應符合本規(guī)程第B.0.3條的規(guī)定。
C.0.4 試件應符合下列規(guī)定：
1 當纖維長度不大于40mm時，應采用100mm×100mm×400mm的試件；當纖維長度大于40mm時，應采用150mm×150mm×550mm的試件；試件跨距應為截面高度的3倍。每組試驗至少應制備4個試件。
2 試件養(yǎng)護應按現(xiàn)行國家標準《普通混凝土力學性能試驗方法標準》GB/T 50081中規(guī)定的標準養(yǎng)護條件養(yǎng)護至28d。
3 試件從養(yǎng)護環(huán)境中取出后，應將表面水分擦干后進行試驗。
C.0.5 試驗測試應按下列步驟進行：
1 試件應無偏心地放置于試驗支座上，澆筑面應垂直于支撐面，兩個加載點之間和距支座的距離應分別為1/3跨度(圖C.0.5)。
圖C.0.5 試驗裝置示意
1—試件；2—鋁板(鋼板)；3—位移傳感器
2 位移傳感器應分別安裝在試件跨中位置的兩側面；撓度測量裝置宜安裝在試件兩邊支座處。
3 啟動試驗機，加荷速度應以0.1mm/min的速率進行等速加載。試驗應進行至跨中撓度不小于試件跨度的1/200。
4 在試件斷裂面的附近，對試件每一面的高度和寬度應各測量一次，并應精確到1.0mm，然后應計算試件高度和寬度的平均值。
5 應測量斷裂面至試件最近端部的距離。當斷裂面的位置位于試件加載點以外，且與加載點的距離超過試件跨度的5％時，應舍棄該測試結果。
C.0.6 試驗結果計算及處理應符合下列規(guī)定：
1 試驗結束后應繪制荷載-撓度曲線(圖C.0.6)，將直尺與荷載-撓度曲線的線性部分重疊放置，確定曲線由線性轉為非線性的點為初裂點A；A點對應的縱坐標為初裂荷載Fcm，橫坐標為初裂撓度δ。
圖C.0.6 彎曲韌性指數定義示意
2 彎曲韌性指數的計算應符合下列規(guī)定：
1)以O為原點，在橫軸上分別按初裂撓度的3.0、5.5和10.5的倍數確定D、F和H點。
2)跨中撓度為3.0δ時的彎曲韌性指數應按下列公式計算：
式中：I5——跨中撓度為3.0δ時的彎曲韌性指數，精確至0.01；
SOAB——初裂撓度δ的韌度實測值(N·mm)；
SOACD——跨中撓度為3.0δ時的韌度實測值(N·mm)。
3)跨中撓度為5.5δ時的彎曲韌性指數應按下式計算：
式中：I10——跨中撓度為5.5δ時的彎曲韌性指數，精確至0.01；
SOAEF——跨中撓度為5.5δ時的韌度實測值(N·mm)。
4)跨中撓度為10.5δ時的彎曲韌性指數應按下式計算：
式中：I20——跨中撓度為10.5δ時的彎曲韌性指數，精確至0.01；
SOAGH——跨中撓度為10.5δ時的韌度實測值(N·mm)。
5) 應取4個試件計算值的算術平均值作為該組試件的彎曲韌性指數，精確至0.01；若計算值中的最大值或最小值與兩個中間值的平均值之差大于15％，則應取兩 個中間值的平均值作為該組試件的彎曲韌性指數；若計算值中的最大值和最小值與兩個中間值的平均值之差均大于15％時，該組試件的試驗結果應無效。
3 初裂強度應按下式計算：
fc，cra＝FcraL/BH2 (C.0.6-4)
式中：fc，cra——纖維混凝土的初裂強度(MPa)，精確至0.1MPa；
Fcra——纖維混凝土的初裂荷載(N)；
L——支座間距(mm)；
B——試件截面寬度(mm)；
H——試件截面高度(mm)。
應以4個試件初裂強度的算術平均值作為該組試件的試驗結果，精確至0.1MPa。
附錄D 纖維混凝土抗剪強度試驗方法
D.0.1 本方法適用于采用雙面直接剪切法測定纖維混凝土的抗剪強度。
D.0.2 試件截面應為100mm×100mm，長度應為截面高度的2倍～4倍。每組應為4個試件。試件的制作及養(yǎng)護應符合現(xiàn)行國家標準《普通混凝土力學性能試驗方法標準》GB/T 50081中的相關規(guī)定。
D.0.3 試驗設備應符合下列規(guī)定：
1 壓力試驗機應符合現(xiàn)行國家標準《普通混凝土力學性能試驗方法標準》GB/T 50081中的相關規(guī)定。
2 試驗機上下壓板中應有一塊帶有球形鉸座。
3 雙面剪切試驗裝置的上下刀口應垂直相對運動。刀口寬度應為試件公稱高度H的1/10，上刀口外緣間距應等于H，上下刀口錯位a應小于1mm(圖D.0.3)。
圖D.0.3 雙面剪切試驗裝置簡圖
1—試件；2—刀口
D.0.4 抗剪強度試驗應按照下列步驟進行：
1 從養(yǎng)護地點取出的試件應先擦凈并檢查外觀；然后應測量試件兩個預定破壞面的高度和寬度，測量精度及尺寸取值應符合現(xiàn)行國家標準《普通混凝土力學性能試驗方法標準》GB/T 50081中的相關規(guī)定。
2 將試件放入試驗裝置，應使成型時的兩個側面與剪切裝置刀口接觸。剪切裝置的中軸線應與試驗機壓力作用線重合，調整球鉸座，使接觸均衡。
3 試件應以0.06MPa/s～0.10MPa/s的速率連續(xù)、均勻加荷。當試件臨近破壞、變形速度增快時，停止調整試驗機油門，直至試件破壞，應記錄最大荷載，精確至0.01MPa。
4 當試件的破壞面不在預定破壞面時(圖D.0.4)，該試件的試驗結果應無效。
圖D.0.4 剪切破壞示意
1—預定破壞面；2—破壞面
D.0.5 該組試件的抗剪強度應按下列公式計算：
式中：fc，v——抗剪強度（MPa），精確至0.1MPa；
Fmax——最大荷載（N）；
B——試件平均寬度（mm）；
H——試件平均高度（mm）；
B1、B2、B3、B4——由本規(guī)程第D.0.4條測得的預定破壞截面的寬度(mm)；
H1、H2、H3、H4——由本規(guī)程第D.0.4條測得的預定破壞截面的高度（mm)。
4個試件均在預定面破壞情況下，應取4個試件計算值的算術平均值作為該組試件的抗剪強度；若計算值中的最大值或最小值與兩個中間值的平均值之差大于15％，則應取兩個中間值的平均值作為該組試件的抗剪強度；若計算值中的最大值和最小值與兩個中間值的平均值之差均大于15％時，該組試件的試驗結果應無效。
4個試件中有一個不在預定面破壞情況下，應取另外3個試件計算值的算術平均值作為該組試件的抗剪強度；若計算值中的最大值或最小值與中間值之差大于中間值的15％，則應取中間值作為該組試件的抗剪強度；若計算值中的最大值和最小值與中間值之差均大于中間值的15％時，該組試件的試驗結果應無效。
當4個試件中有2個不在預定破壞面破壞時，該組試驗結果應無效。
附錄E 鋼纖維對混凝土軸心抗拉強度、彎拉強度的影響系數
附錄E 鋼纖維對混凝土軸心抗拉強度、彎拉強度的影響系數
表E 鋼纖維對混凝土軸心抗拉強度、彎拉強度的影響系數
| 鋼纖維品種 | 纖維外形 | 混凝土強度等級 | αt | αtm |
| 高強鋼絲切斷型 | 端鉤形 | CF20～CF45 | 0.76 | 1.13 |
| CF50～CF80 | 1.03 | 1.25 | ||
| 鋼板剪切型 | 平直形 | CF20～CF45 | 0.42 | 0.68 |
| CF50～CF80 | 0.46 | 0.75 | ||
| 異形 | CF20～CF45 | 0.55 | 0.79 | |
| CF50～CF80 | 0.63 | 0.93 | ||
| 鋼錠銑削型 | 端鉤形 | CF20～CF45 | 0.70 | 0.92 |
| CF50～CF80 | 0.84 | 1.10 | ||
| 低合金鋼熔抽型 | 大頭形 | CF20～CF45 | 0.52 | 0.73 |
| CF50～CF80 | 0.62 | 0.91 |
附錄F 鋼纖維混凝土拌合物中鋼纖維體積率檢驗方法
F.0.1 本試驗方法適用于測定鋼纖維混凝土拌合物中鋼纖維體積率。
F.0.2 試驗設備應符合下列規(guī)定：
1 容量筒：鋼制，容積5L，直徑和筒高均為(186±2)mm，壁厚3mm。
2 托盤天平：最大稱量2kg，感量2g。
3 臺秤：最大稱量100kg，感量50g。
4 振動臺：頻率50Hz±2Hz，空載振幅0.5mm±0.02mm。
5 木槌：質量1kg。
F.0.3 試驗步驟應符合下列規(guī)定：
1 將鋼纖維混凝土拌合物裝入容量筒中，當拌合物坍落度小于50mm時，用振動臺振實；拌合物坍落度不小于50mm時，分兩層裝料，每層應沿側壁四周用木槌均勻敲振30次，敲畢，底部墊直徑16mm鋼棒，在混凝土或石材地面上應左右交錯顛擊15次。振實后應將容量筒上口抹平。
2 在倒出鋼纖維拌合物的過程中，應邊水洗邊用磁鐵搜集鋼纖維。
3 應將搜集的鋼纖維在105℃±5℃的溫度下烘干到恒重，冷卻至室溫后確定其質量，精確至2g。
4 試驗應進行兩次。
F.0.4 鋼纖維體積率應按下式計算：
式中：Vsf——鋼纖維體積率(％)，精確至0.01；
msf——容量筒中鋼纖維質量(g)；
V——容量筒容積(L)；
ρsf——鋼纖維質量密度(kg/m3)。
F.0.5 應取兩次試驗測得的鋼纖維體積率的平均值作為試驗結果，并應符合下式要求，否則試驗結果無效。
|Vsf1－Vsf2|≤0.05Vsf，m(F.0.5)
式中：Vsf，m——兩次試驗測得鋼纖維體積率的平均值(％)；
Vsf1，Vsf2——兩次試驗分別測得的鋼纖維體積率(％)。
