GB/T30022-2013
纤维增强复合材料筋基本力学性能试验方法
Testmethodforbasicmechanicalpropertiesoffiberreinforcedpolymerbar
- 中国标准分类号（CCS）Q23
- 国际标准分类号（ICS）83.120
- 实施日期2014-08-01
- 文件格式PDF
- 文本页数13页
- 文件大小364.94KB
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纤维增强复合材料筋基本力学性能试验方法
国家标准 GB/T30022一2013 纤维增强复合材料筋 基本力学性能试验方法 Iestmethodforbasicmechamiealproperties offiberreinforeedpolyerbar 2013-11-27发布 2014-08-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/T30022一2013 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草 本标准由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土木工程用复合材料及纤维分技术委员会(SAC/ TC39/sC1)归口
本标准负责起草单位:深圳市海川实业股份有限公司、上海启鹏工程材料科技有限公司
本标准参加起草单位建筑第八工程局有限公司、郑州大学,深圳海川工程科技有限公司 本标准主要起草人:李明、何唯平,赵欣平、张杰、王桂玲、高丹盈、赵军、马明磊、李品钰、吴辉生
GB/T30022一2013 纤维增强复合材料筋 基本力学性能试验方法 范围 本标准规定了纤维增强复合材料筋基本力学性能试验的拉伸性能试验,剪切强度试验、粘结强度试 验,试验结果和试验报告
本标准适用于测定直径为8mm32mm的纤维增强复合材料筋的拉伸性能、剪切强度和纤维增 强复合材料筋与混凝土的粘结强度 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
凡是迷目朋的引用文件,仅注日朋的版本适用于本文 件
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB/T1040.1塑料拉伸性能的测定第1部分;总则 GB/T1446纤维增强塑料性能试验方法总则 GB/T50081普通混凝土力学性能试验方法标准 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件
纤维增强复合材料筋fiberreinforeedpolymerbar 由玻璃纤维,碳纤维、芳纶纤维,玄武岩纤维等作为增强材料,与树脂基体采用适当的成型工艺所形 成的棒状纤维增强复合材料制品
拉伸性能试验 试样 4.1.1试样和锚具如图1所示,试样总长度为600mm1300mm.
GB/T30022一2013 单位为毫米 一是 说明 钢管; -试样; 锚具填充物 -试样名义直径; D 钢管内径 工作段长度,l=20d一30d 固长度,=150mm400mm
图1拉伸试样示意图 4.1.2试样在制备过程中,应避免可能改变材料特性的外界条件,如加热、紫外线长时间辐照等,并确 保不损伤试样
4.1.3锚具填充材料应确保在拉伸试验中试样不从锚具中拔出
填充材料可为环氧树脂、树脂和净砂 浆混合物、,水泥灌浆
4.1.4每组试样数量应不少于5个
4.2试验条件 试验环境条件按GB/T1446的规定
4.3试验设备 4.3.1试验机 按GB/T1446的规定 4.3.2应变测量仪表 采用引伸计,引伸计按GB/T1040.1的规定
4.3.3数据采集系统 系统应能以最小速度为每秒记录一次连续记录荷载,应变和位移
荷载,应变和位移分辨率分别应 不大于100N,10X10-"和0.001mm 4.4试验步骤 4.4.1试样外观检查按GB/T1446的规定
4.4. 试样状态调节按GB/T1446的规定
2 4. .43用浸透丙酮或乙醇的布,分别擦净试样的端部和试验机上下夹头夹持面
4.4.4将试样固定在试验机器上,试样的纵轴应尽量与试验机上下夹头中心连线重合 4.4 .5 引伸计应平行于试样纵轴安装在试样的中部 4.4.6启动数据采集装置
GB/T30022一2013 4.4.7加载速度应控制在100MPa/min一500MPa/min范围内,保持均匀加载
若试验采用应变、位 移控制方法,应变或位移增长速率应和前述应力加载速度换算后一致
4.4.8测量拉伸强度时,连续加载至试样破坏,记录最大荷载值及破坏形式
4.4.9当试样在锚固段内或锚具邻近处破坏以及拉伸时筋材从锚具中滑出的,应予作废
同批有效试 样不足5个时,应从同批筋材中取样补做相应数量的试验
4.5计算 4.5.1应力-应变曲线由数据采集系统获得 4.5.2拉伸强度按式(1)计算: o 式中 -拉伸强度,单位为兆帕(MPa); o F -最大荷载,单位为牛顿(N); 试样的横截面面积,单位为平方毫米(mm'),横截面积测定试验见附录A
A 4.5.3拉伸弹性模量按式(2)计算 F一F E E)A e 式中: E 拉伸弹性模量,单位为兆帕(MPa); -50%的最大荷载,单位为牛顿(N) F F 20%的最大荷载,单位为牛顿(N); -50%最大荷载对应的应变 20%最大荷载对应的应变; E2 A同公式(1
4.5.4极限应变按式(3)计算 ELA 式中 极限应变; CU F、A同公式(1); E同公式(2)
剪切强度试验 5.1试样 5.1.1试样尺寸 试样长度应不小于300mm 5.1.2数量 每组试样数量应不少于5个
GB/T30022一2013 5.2试验条件 5.2.1试验环境 试验环境条件按GB/T1446的规定
5.2.2试验设备 5.2.2.1试验机按GB/T1446的规定
5.2.2. 2 剪切夹具如图2所示,上、下刀片的刀口直径应与筋材直径相匹配
其中基座、上部刀片、下 部刀片,连接板尺寸参见附录B 说明: 试样 连接板 上部刀片 下部刀片 连接板 基座
图2剪切夹具示意图 5.3试验步骤 5.3.1试样外观检查按GB/T1446的规定
5.3.2试样状态调节按GB/T1446的规定
5.3.3将试样固定在剪切夹具的中心,与上部加载装置接触,加载面与试样之间不应看见明显的缝欧
5.3.4对试样施加压缩荷载,加载速度控制在30MPa/min一60MPa/min范围内,均匀加载直到试样 破坏,记录试样承受的最大荷载及破坏形式
5.3.5若没有出现两个完整剪切面的试样应予作废
同批有效试样不足5个时,应从同批筋材中取样 补做相应数量的试验
5.4计算 剪切强度按式(4)计算,横截面积测定见附录A
GB/T30022一2013 2A 式中: 剪切强度,单位为兆帕(MPa); 最大荷载,单位为牛顿(N); F 试样横截面积,单位为平方毫米(mm'. A 粘结强度试验 试样 6.1.1拔出试样形状及尺寸如图3所示,拔出试样制备见附录C 单位为毫米 300 150 说明: 混凝土试块; 纤维增强复合材料筋 -PvC套管; 纤维增强复合材料筋直径; -纤维增强复合材料筋埋人长度,L一5d.,L>50mm; I 套管长度,L>50mm3 L D 套管内径
图3拔出试样示意图 6.1.2不大于16mm的纤维增强复合材料筋采用混凝土试块尺寸为150mm×150mm×150mm;大 n×300 于16mm的纤维增强复合材料筋采用混凝土试块尺寸为300mm×300 mm mmmm
6.1.3每组拔出试样数量应不少于5个,并同时制作混凝土标准试件每组3个,用于测定混凝土实际 抗压强度 6 试验条件 6.2.1试验环境 试验环境条件按GB/T1446的规定
GB/T30022一2013 6.2.2试验设备 6.2.2.1试验机 试验机按GB/T1446的规定
6.2.2.2滑移测量装置 采用精度为0.001mm的位移传感器
6.2.2.3试验工装 试验工装如图4所示
其中承压垫板的边长不应小于拔出试样的边长 F(拔力 说明 上部球饺 位移传感器; 试样 反力架; 承压垫板 穿孔球饺 位移计 加载错固端
图4拔出试验装置示意图 6.3试验步骤 6.3.1试样应在标准养护室内进行养护,在试样龄期为28d时进行试验 6.3.2从养护地点取出试样,试样外观检查按GB/T1446的规定
测量试样的直径,其测量精度按GB/T1446的规定
将试样套上中心有孔的垫板,然后装人已安装在中心拔出试验装置上的试验夹具,中心拔出试 验装置的下夹头将试样加载端锚具夹牢
安装和固定位移传感器,位移传感器端与纤维增强复合材料筋自由端面接触良好
GB/I30022一2013 6.3.6以不超过20kN/min或1mm/min的速度连续均匀加载,直至试件破坏
6.3.7凡出现以下情况之一的试样,其试验结果作废 试样的混凝土强度不符合要求; a b纤维增强复合材料筋与混凝土承压面不垂直,偏斜较大,致使试样提前劈裂破坏
计算 6.4.1纤维增强复合材料筋粘结强度实测值按式(5)计算: (5 ,= 而L 式中 纤维增强复合材料筋粘结强度实测值,单位为兆帕(MPa); T F 纤维增强复合材料筋粘结破坏的最大荷载实测值,单位为牛顿(N); 纤维增强复合材料筋的名义直径,单位为毫米(mm); d 纤维增强复合材料筋的埋人长度,单位为毫米(mm); L F C30混凝土的标准抗压强度,单位为兆帕(MPa); 试样龄期为28d时混凝土标准试样的抗压强度实测值,单位为兆帕(MPa)
o 试验结果 试验结果按GB/T1446的规定 试验报告 试验报告按GB/T1446的规定
GB/T30022一2013 附 录A 规范性附录 横截面积测定试验 A.1试样 A.1.1试样长度约为150nmm. A.1.2切割试样时应尽量保证切割面垂直于试样的长度方向,应去除切割面上的毛刺
A.1.3每组试样数量应不少于5个 A.2试验条件 A.2.1实验室环境 实验室环境条件按GB/Tl446的规定
A.2.2试验设备 A.2.2.1量筒:最小单位刻度为1mL,其高度和直径能够完全容纳试样
A.2.2.2卡尺;精度不低于0.1 mm
A.3试验步骤 A.3.1试样在标准试验环境中至少放置24h
A.3.2用卡尺测量试样长度,每个试样测量3次,每次测量时旋转试样120",取3次测量结果的平均 值作为试样的长度值L
A.3.3量简内注水至适当高度,读取注水容积V,水的注人量应确保能够完全浸没试样且不会溢出
将试样放人已注水的量筒内,读出放人试样后水的容积v.,放人试样时应注意避免试样的表面 A.3.4 带人空气
A.4计算 试样的横截面积按式(A.1)计算 - A×1000 A=
(A.1 式中: -试样的横截面积,单位为平方毫米(mm'); A V 注水体积,单位为毫升(mL): V -放人试样后,量筒内水的体积,单位为毫升mL); 试样的长度,单位为毫米(mm) L
GB/T30022一2013 附 录 B 资料性附录 剪切夹具 基座尺寸见图B.1.上、下部刀片尺寸见图B.2.连接板尺寸见图B.3
单位为毫米 6×M10 器 3 70.5 58 图B.1基座示意图 单位为毫米 迎 l12 图B.2上部刀片(上)和下部刀片(下)示意图
GB/T30022一2013 单位为毫米 18 18 图B. 连接板示意图 10o
GB/T30022一2013 附 录c 规范性附录 拔出试样制备 C.1材料 C.1.1试样的混凝土应采用普通骨料,粗骨料最大颗粒粒径不大于20mm. C.1.2试样的混凝土强度等级为C30,混凝土标准试样的抗压强度允许偏差应为士3MPa
C.2试模 C.2.1模板两端应预留纤维增强复合材料筋位置孔,孔洞处于模板的中心位置且其直径应稍大于纤 维增强复合材料筋的直径
C.2.2纤维增强复合材料筋应与混凝土承压面垂直,并水平设置在模板内
纤维增强复合材料筋应 放置在水平面上 C.2.3在混凝土中无粘结部分的纤维增强复合材料筋应套上硬质的光滑PVC套管,套管末端与纤维 增强复合材料筋之间空隙应封闭,并不影响纤维增强复合材料筋在PVC套管内的移动
C.2.4纤维增强复合材料筋应居中放置
C.2.5纤维增强复合材料筋伸出混凝土试样表面的长度为20mm,加载端应根据垫板厚度、穿孔球较 高度及加载装置的夹具长度确定,但不宜小于300 mm C.3试件制作 C.3.1混凝土标准试件制作按GB/T50081的规定
C.3.2制作拔出试样的振捣方法与养护条件应与混凝土标准试样一致,试样应在钢模或不变形的试 模中成型
安装位移传感器的纤维增强复合材料筋端面应加工成垂直于纤维增强复合材料筋轴的平滑 C.3.3 表面
纤维增强复合材料筋基本力学性能试验方法GB/T30022-2013
纤维增强复合材料由于其优异的机械性能和轻重比，在航空、汽车、体育器材等领域得到了广泛应用。其中，筋是构成纤维增强复合材料的重要组成部分，其基本力学性能对整个材料的力学特性具有重要影响。因此，筋基本力学性能试验方法的标准化显得尤为重要。
GB/T30022-2013是我国国家标准化管理委员会发布的《纤维增强复合材料筋基本力学性能试验方法》标准。该标准规定了纤维增强复合材料筋的基本力学性能试验方法，包括静态拉伸试验、静态剪切试验、疲劳试验和冲击试验。
静态拉伸试验是测试纤维增强复合材料筋在拉伸载荷下的破坏强度和变形性能的一种试验方法。试验时，将样品固定在试验机上，并施加逐渐增大的拉伸载荷，直到样品发生破坏为止。通过测量样品在不同载荷下的应力-应变曲线，可以确定其极限强度、屈服强度、断裂伸长率等参数。
静态剪切试验是测试纤维增强复合材料筋在剪切载荷下的破坏强度和变形性能的一种试验方法。试验时，将样品固定在试验机上，并施加逐渐增大的剪切载荷，直到样品发生破坏为止。通过测量样品在不同载荷下的应力-应变曲线，可以确定其极限剪切强度、屈服剪切强度等参数。
疲劳试验是测试纤维增强复合材料筋在交变载荷作用下的疲劳寿命和疲劳性能的一种试验方法。试验时，将样品固定在试验机上，并施加逐渐增大的交变载荷，直到样品发生破坏为止。通过测量样品在不同载荷下的应力-循环次数曲线，可以确定其疲劳极限、疲劳寿命等参数。
冲击试验是测试纤维增强复合材料筋在冲击载荷下的破坏强度和变形性能的一种试验方法。试验时，将样品固定在试验机上，并施加一定的冲击载荷。通过测量样品在不同载荷下的最大位移或最大变形量，可以确定其冲击韧性等参数。
GB/T30022-2013标准的实施，对于确保纤维增强复合材料筋基本力学性能试验方法的标准化和规范化具有重要的现实意义和战略意义，对于提高纤维增强复合材料产品的质量和可靠性、推动相关技术的发展和创新具有积极的促进作用。同时，本标准的实施还为纤维增强复合材料产业的发展提供了有力的支撑和保障。 总之，GB/T30022-2013标准是纤维增强复合材料筋基本力学性能试验的重要参考，符合该标准的试验结果能够客观、真实地反映出纤维增强复合材料筋的力学性能，为纤维增强复合材料在各个领域的应用提供了坚实的科学依据。
