（免費(fèi)下載）JGJ/T 221-2010 纖維混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程
1 總 則
1.0.1 為規(guī)范纖維混凝土在建設(shè)工程中的應(yīng)用，保證工程質(zhì)量，做到技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、經(jīng)濟(jì)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(shè)計(jì)、施工、質(zhì)量檢驗(yàn)和驗(yàn)收。
1.0.3 纖維混凝土的應(yīng)用除應(yīng)符合本規(guī)程外，尚應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
2 術(shù) 語
2.0.1 鋼纖維 steel fiber
由細(xì)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(qiáng)材料的混凝土。
2.0.4 當(dāng)量直徑 equivalent diameter
纖維截面為非圓形時(shí)，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(dāng)量直徑的比值。
2.0.6 合成纖維 synthetic fiber
用有機(jī)合成材料經(jīng)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(wǎng)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(qiáng)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(zhì)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(shè)計(jì)
6 施 工
7 質(zhì)量檢驗(yàn)和驗(yàn)收
附錄A 混凝土用鋼纖維性能檢驗(yàn)方法
附錄B 纖維混凝土抗彎韌性(等效抗彎強(qiáng)度)試驗(yàn)方法
B.0.1 本試驗(yàn)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(qiáng)度)的測定。
B.0.2 試驗(yàn)設(shè)備應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 試驗(yàn)設(shè)備應(yīng)采用閉環(huán)液壓伺服系統(tǒng)，應(yīng)具有足夠的剛度，并應(yīng)具有等速位移控制裝置。
2 撓度測量位移傳感器(LVDT)應(yīng)準(zhǔn)確測量試件跨中撓度，測量精度不應(yīng)低于0.01mm。
3 荷載測量傳感器應(yīng)準(zhǔn)確測量施加于試件上的荷載，測量精度不應(yīng)低于0.1kN。
4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應(yīng)定時(shí)采集荷載與撓度的數(shù)據(jù)，采集頻率可根據(jù)具體的試驗(yàn)要求確定，并應(yīng)按要求繪制荷載-撓度全曲線。
5 夾式引伸儀的測量精度應(yīng)與位移傳感器相同。
B.0.3 成型試件應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 應(yīng)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(shí)后與試模上沿平齊。
2 試件宜采用振動(dòng)臺振實(shí)，振動(dòng)時(shí)間應(yīng)以試件表面開始泛漿為止。
3 振實(shí)后應(yīng)及時(shí)抹平混凝土表面，纖維不得露出混凝土表面。
B.0.4 試件應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 試件尺寸應(yīng)為150mm×150mm×550mm。
2 每組試驗(yàn)至少應(yīng)制備4個(gè)試件。
3 試件養(yǎng)護(hù)應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 50081規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件養(yǎng)護(hù)至28d。
4 試件從養(yǎng)護(hù)環(huán)境中取出后，應(yīng)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(gè)側(cè)面跨中位置進(jìn)行預(yù)開口，開口寬度不應(yīng)大于5mm，開口深度應(yīng)為25mm±1mm。然后進(jìn)行加荷試驗(yàn)。
B.0.5 試驗(yàn)測試應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：
1 試件應(yīng)無偏心地放置于試驗(yàn)支座上，開口向下，澆筑面應(yīng)垂直于支撐面(圖B.0.5)。
圖B.0.5 試驗(yàn)裝置示意
1—試件；2—鋁板(鋼板）；3—位移傳感器
2 加載點(diǎn)應(yīng)對準(zhǔn)試件下部開口，試件跨距應(yīng)為500mm。兩個(gè)支撐和加載壓頭應(yīng)均為直徑30mm的鋼制滾軸，并應(yīng)調(diào)節(jié)使其與試件縱軸垂直。
3 位移傳感器應(yīng)分別安裝在試件跨中位置的兩側(cè)面；撓度測量裝置宜安裝在試件兩邊支座處。
4 啟動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，加荷速度應(yīng)以撓度0.2mm/min的速率進(jìn)行等速加載。試驗(yàn)應(yīng)進(jìn)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(yù)開口處斷裂，應(yīng)舍棄該試驗(yàn)結(jié)果。
6 在試件斷裂面的附近，對試件每一面的高度和寬度應(yīng)各測量一次，并應(yīng)精確到1.0mm，然后應(yīng)計(jì)算試件高度和寬度的平均值。
B.0.6 試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算及處理應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 試驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)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(yīng)按下式計(jì)算，并應(yīng)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(jì)算應(yīng)符合下列規(guī)定：
1)跨中撓度δ1和δ2(圖B.0.6)應(yīng)按下式計(jì)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(yīng)的撓度值(mm)。
2)
為跨中撓度為δ1時(shí)纖維對混凝土所貢獻(xiàn)的能量吸收值，在數(shù)值上應(yīng)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(shí)纖維對混凝土所貢獻(xiàn)的能量吸收值，在數(shù)值上應(yīng)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(shí)的等效荷載和等效抗彎強(qiáng)度應(yīng)按下列公式計(jì)算：
式中：Feq，1——跨中撓度為δ1時(shí)的等效荷載(N)；
eq，1——跨中撓度為δ1時(shí)的等效抗彎強(qiáng)度(MPa)，精確至0.1MPa。
5 跨中撓度為δ2時(shí)的等效荷載和等效抗彎強(qiáng)度應(yīng)按下列公式計(jì)算：
式中：Feq，2——跨中撓度為δ2時(shí)的等效荷載(N)；
eq，2——跨中撓度為δ2時(shí)的等效抗彎強(qiáng)度(MPa)，精確至0.1MPa。
附錄C 纖維混凝土彎曲韌性和初裂強(qiáng)度試驗(yàn)方法
C.0.1 本試驗(yàn)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(qiáng)度的測定。
C.0.2 試驗(yàn)設(shè)備應(yīng)符合本規(guī)程第B.0.2條的規(guī)定。
C.0.3 成型試件應(yīng)符合本規(guī)程第B.0.3條的規(guī)定。
C.0.4 試件應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 當(dāng)纖維長度不大于40mm時(shí)，應(yīng)采用100mm×100mm×400mm的試件；當(dāng)纖維長度大于40mm時(shí)，應(yīng)采用150mm×150mm×550mm的試件；試件跨距應(yīng)為截面高度的3倍。每組試驗(yàn)至少應(yīng)制備4個(gè)試件。
2 試件養(yǎng)護(hù)應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 50081中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件養(yǎng)護(hù)至28d。
3 試件從養(yǎng)護(hù)環(huán)境中取出后，應(yīng)將表面水分擦干后進(jìn)行試驗(yàn)。
C.0.5 試驗(yàn)測試應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：
1 試件應(yīng)無偏心地放置于試驗(yàn)支座上，澆筑面應(yīng)垂直于支撐面，兩個(gè)加載點(diǎn)之間和距支座的距離應(yīng)分別為1/3跨度(圖C.0.5)。
圖C.0.5 試驗(yàn)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(yīng)分別安裝在試件跨中位置的兩側(cè)面；撓度測量裝置宜安裝在試件兩邊支座處。
3 啟動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，加荷速度應(yīng)以0.1mm/min的速率進(jìn)行等速加載。試驗(yàn)應(yīng)進(jìn)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(yīng)各測量一次，并應(yīng)精確到1.0mm，然后應(yīng)計(jì)算試件高度和寬度的平均值。
5 應(yīng)測量斷裂面至試件最近端部的距離。當(dāng)斷裂面的位置位于試件加載點(diǎn)以外，且與加載點(diǎn)的距離超過試件跨度的5％時(shí)，應(yīng)舍棄該測試結(jié)果。
C.0.6 試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算及處理應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 試驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)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(zhuǎn)為非線性的點(diǎn)為初裂點(diǎn)A；A點(diǎn)對應(yīng)的縱坐標(biāo)為初裂荷載Fcm，橫坐標(biāo)為初裂撓度δ。
圖C.0.6 彎曲韌性指數(shù)定義示意
2 彎曲韌性指數(shù)的計(jì)算應(yīng)符合下列規(guī)定：
1)以O(shè)為原點(diǎn)，在橫軸上分別按初裂撓度的3.0、5.5和10.5的倍數(shù)確定D、F和H點(diǎn)。
2)跨中撓度為3.0δ時(shí)的彎曲韌性指數(shù)應(yīng)按下列公式計(jì)算：
式中：I5——跨中撓度為3.0δ時(shí)的彎曲韌性指數(shù)，精確至0.01；
SOAB——初裂撓度δ的韌度實(shí)測值(N·mm)；
SOACD——跨中撓度為3.0δ時(shí)的韌度實(shí)測值(N·mm)。
3)跨中撓度為5.5δ時(shí)的彎曲韌性指數(shù)應(yīng)按下式計(jì)算：
式中：I10——跨中撓度為5.5δ時(shí)的彎曲韌性指數(shù)，精確至0.01；
SOAEF——跨中撓度為5.5δ時(shí)的韌度實(shí)測值(N·mm)。
4)跨中撓度為10.5δ時(shí)的彎曲韌性指數(shù)應(yīng)按下式計(jì)算：
式中：I20——跨中撓度為10.5δ時(shí)的彎曲韌性指數(shù)，精確至0.01；
SOAGH——跨中撓度為10.5δ時(shí)的韌度實(shí)測值(N·mm)。
5) 應(yīng)取4個(gè)試件計(jì)算值的算術(shù)平均值作為該組試件的彎曲韌性指數(shù)，精確至0.01；若計(jì)算值中的最大值或最小值與兩個(gè)中間值的平均值之差大于15％，則應(yīng)取兩 個(gè)中間值的平均值作為該組試件的彎曲韌性指數(shù)；若計(jì)算值中的最大值和最小值與兩個(gè)中間值的平均值之差均大于15％時(shí)，該組試件的試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)無效。
3 初裂強(qiáng)度應(yīng)按下式計(jì)算：
fc，cra＝FcraL/BH2 (C.0.6-4)
式中：fc，cra——纖維混凝土的初裂強(qiáng)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(yīng)以4個(gè)試件初裂強(qiáng)度的算術(shù)平均值作為該組試件的試驗(yàn)結(jié)果，精確至0.1MPa。
附錄D 纖維混凝土抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)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(qiáng)度。
D.0.2 試件截面應(yīng)為100mm×100mm，長度應(yīng)為截面高度的2倍～4倍。每組應(yīng)為4個(gè)試件。試件的制作及養(yǎng)護(hù)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 50081中的相關(guān)規(guī)定。
D.0.3 試驗(yàn)設(shè)備應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 壓力試驗(yàn)機(jī)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 50081中的相關(guān)規(guī)定。
2 試驗(yàn)機(jī)上下壓板中應(yīng)有一塊帶有球形鉸座。
3 雙面剪切試驗(yàn)裝置的上下刀口應(yīng)垂直相對運(yùn)動(dòng)。刀口寬度應(yīng)為試件公稱高度H的1/10，上刀口外緣間距應(yīng)等于H，上下刀口錯(cuò)位a應(yīng)小于1mm(圖D.0.3)。
圖D.0.3 雙面剪切試驗(yàn)裝置簡圖
1—試件；2—刀口
D.0.4 抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)應(yīng)按照下列步驟進(jìn)行：
1 從養(yǎng)護(hù)地點(diǎn)取出的試件應(yīng)先擦凈并檢查外觀；然后應(yīng)測量試件兩個(gè)預(yù)定破壞面的高度和寬度，測量精度及尺寸取值應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 50081中的相關(guān)規(guī)定。
2 將試件放入試驗(yàn)裝置，應(yīng)使成型時(shí)的兩個(gè)側(cè)面與剪切裝置刀口接觸。剪切裝置的中軸線應(yīng)與試驗(yàn)機(jī)壓力作用線重合，調(diào)整球鉸座，使接觸均衡。
3 試件應(yīng)以0.06MPa/s～0.10MPa/s的速率連續(xù)、均勻加荷。當(dāng)試件臨近破壞、變形速度增快時(shí)，停止調(diào)整試驗(yàn)機(jī)油門，直至試件破壞，應(yīng)記錄最大荷載，精確至0.01MPa。
4 當(dāng)試件的破壞面不在預(yù)定破壞面時(shí)(圖D.0.4)，該試件的試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)無效。
圖D.0.4 剪切破壞示意
1—預(yù)定破壞面；2—破壞面
D.0.5 該組試件的抗剪強(qiáng)度應(yīng)按下列公式計(jì)算：
式中：fc，v——抗剪強(qiáng)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(yù)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(yù)定破壞截面的高度（mm)。
4個(gè)試件均在預(yù)定面破壞情況下，應(yīng)取4個(gè)試件計(jì)算值的算術(shù)平均值作為該組試件的抗剪強(qiáng)度；若計(jì)算值中的最大值或最小值與兩個(gè)中間值的平均值之差大于15％，則應(yīng)取兩個(gè)中間值的平均值作為該組試件的抗剪強(qiáng)度；若計(jì)算值中的最大值和最小值與兩個(gè)中間值的平均值之差均大于15％時(shí)，該組試件的試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)無效。
4個(gè)試件中有一個(gè)不在預(yù)定面破壞情況下，應(yīng)取另外3個(gè)試件計(jì)算值的算術(shù)平均值作為該組試件的抗剪強(qiáng)度；若計(jì)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(yīng)取中間值作為該組試件的抗剪強(qiáng)度；若計(jì)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(shí)，該組試件的試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)無效。
當(dāng)4個(gè)試件中有2個(gè)不在預(yù)定破壞面破壞時(shí)，該組試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)無效。
附錄E 鋼纖維對混凝土軸心抗拉強(qiáng)度、彎拉強(qiáng)度的影響系數(shù)
附錄E 鋼纖維對混凝土軸心抗拉強(qiáng)度、彎拉強(qiáng)度的影響系數(shù)
表E 鋼纖維對混凝土軸心抗拉強(qiáng)度、彎拉強(qiáng)度的影響系數(shù)
| 鋼纖維品種 | 纖維外形 | 混凝土強(qiáng)度等級 | αt | αtm |
| 高強(qiáng)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(yàn)方法
F.0.1 本試驗(yàn)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(yàn)設(shè)備應(yīng)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(dòng)臺：頻率50Hz±2Hz，空載振幅0.5mm±0.02mm。
5 木槌：質(zhì)量1kg。
F.0.3 試驗(yàn)步驟應(yīng)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(dāng)拌合物坍落度小于50mm時(shí)，用振動(dòng)臺振實(shí)；拌合物坍落度不小于50mm時(shí)，分兩層裝料，每層應(yīng)沿側(cè)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(yīng)左右交錯(cuò)顛擊15次。振實(shí)后應(yīng)將容量筒上口抹平。
2 在倒出鋼纖維拌合物的過程中，應(yīng)邊水洗邊用磁鐵搜集鋼纖維。
3 應(yīng)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(zhì)量，精確至2g。
4 試驗(yàn)應(yīng)進(jìn)行兩次。
F.0.4 鋼纖維體積率應(yīng)按下式計(jì)算：
式中：Vsf——鋼纖維體積率(％)，精確至0.01；
msf——容量筒中鋼纖維質(zhì)量(g)；
V——容量筒容積(L)；
ρsf——鋼纖維質(zhì)量密度(kg/m3)。
F.0.5 應(yīng)取兩次試驗(yàn)測得的鋼纖維體積率的平均值作為試驗(yàn)結(jié)果，并應(yīng)符合下式要求，否則試驗(yàn)結(jié)果無效。
|Vsf1－Vsf2|≤0.05Vsf，m(F.0.5)
式中：Vsf，m——兩次試驗(yàn)測得鋼纖維體積率的平均值(％)；
Vsf1，Vsf2——兩次試驗(yàn)分別測得的鋼纖維體積率(％)。
