ICS83.120 Q23 中华人民共和国国家标准 GB/T30022—2013 纤 维增强复合材料筋 基本力学性能试验方法 Testmethodforbasicmechanicalproperties offiberreinforcedpolymerbar 2013-11-27发布 2014-08-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准由中国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:中国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。 ⅠGB/T30022—2013 纤维增强复合材料筋 基本力学性能试验方法 1 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8mm~32mm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。 2 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。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 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 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 纤维增强复合材料筋 fiberreinforcedpolymerbar 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。 4 拉伸性能试验 4.1 试样 4.1.1 试样和锚具如图1所示,试样总长度为600mm~1300mm。 1GB/T30022—2013 单位为毫米 说明: 1———钢管; 2———试样; 3———锚具填充物; d———试样名义直径; D———钢管内径; l0———工作段长度,l0=20d~30d; l1———锚固长度,l1=150mm~400mm。 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、10×10-6和0.001mm。 4.4 试验步骤 4.4.1 试样外观检查按GB/T1446的规定。 4.4.2 试样状态调节按GB/T1446的规定。 4.4.3 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。 2GB/T30022—2013 4.4.7 加载速度应控制在100MPa/min~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: σb=Fb A…………………………(1) 式中: σb———拉伸强度,单位为兆帕(MPa); Fb———最大荷载,单位为牛顿(N); A———试样的横截面面积,单位为平方毫米(mm2),横截面积测定试验见附录A。 4.5.3 拉伸弹性模量按式(2)计算: EL=F1-F2 (ε1-ε2)A…………………………(2) 式中: EL———拉伸弹性模量,单位为兆帕(MPa); F1———50%的最大荷载,单位为牛顿(N); F2———20%的最大荷载,单位为牛顿(N); ε1———50%最大荷载对应的应变; ε2———20%最大荷载对应的应变; A同公式(1)。 4.5.4 极限应变按式(3)计算: εu=Fb ELA…………………………(3) 式中: εu———极限应变; Fb、A同公式(1); EL同公式(2)。 5 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。 3GB/T30022—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: 1———试样; 2———连接板; 3———上部刀片; 4———下部刀片; 5———连接板; 6———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隙。 5.3.4 对试样施加压缩荷载,加载速度控制在30MPa/min~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。 4GB/T30022—2013 τ=Fb 2A…………………………(4) 式中: τ———剪切强度,单位为兆帕(MPa); Fb———最大荷载,单位为牛顿(N); A———试样横截面积,单位为平方毫米(mm2)。 6 粘结强度试验 6.1 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 说明: 1———混凝土试块; 2———纤维增强复合材料筋; 3———PVC套管; d———纤维增强复合材料筋直径; L1———纤维增强复合材料筋埋入长度,L1=5d,L1≥50mm; L2———套管长度,L2≥50mm; 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 于16mm的纤维增强复合材料筋采用混凝土试块尺寸为300mm×300mm×300mm。 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。 6.2 试验条件 6.2.1 试验环境 试验环境条件按GB/T1446的规定。 5GB/T30022—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。 说明: 1———上部球铰; 2———位移传感器; 3———试样; 4———反力架; 5———承压垫板; 6———穿孔球铰; 7———位移计; 8———加载锚固端。 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。 6.3.3 测量试样的直径,其测量精度按GB/T1446的规定。 6.3.4 将试样套上中心有孔的垫板,然后装入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。 6.3.5 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。 6GB/T30022—2013