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玄武岩纤维复合筋

玄武岩纤维复合筋

玄武岩纤维复合筋 特点、性能及施工工艺 玄武岩纤维复合筋 玄武岩纤维复合筋采用高强度的玄武岩纤维及乙烯基树脂(环氧树脂)在线拉挤、缠绕、表面涂覆和复合成型,连续生产的
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产品介绍

玄武岩纤维复合筋
特点、性能及施工工艺

玄武岩纤维复合筋
玄武岩纤维复合筋采用高强度的玄武岩纤维及乙烯基树脂(环氧树脂)在线拉挤、缠绕、表面涂覆和复合成型,连续生产的新型建筑材料。
 
        玄武岩纤维复合筋在耐化学腐蚀、高轴向抗拉强度抗疲劳性能、大的弹性变形能力,非磁性、重量轻等方面优于钢筋,尤其是玄武岩纤维复合筋高抗腐蚀性及重量很轻等特点,对于高腐蚀环境中延长结构使用寿命、降低维护费用、节约资源和降低结构自身重量意义重大,也有望从根本上解决钢筋混凝土结构的腐蚀问题。
目前武岩纤维复合筋主要代替传统的普通钢筋应用于公路工程特别是高速公路配筋水泥混凝土路面及桥梁桥面水泥混凝土铺装层及现浇层中,大量工程实例表明玄武岩纤维复合筋能够有效控制裂缝的产生及发展,防止路(桥)面积水下渗,防止结构物内部钢筋锈蚀,解决桥梁(路面)工程结构物中筋材在腐蚀环境中不被腐蚀或延缓腐蚀,改善路(桥)面整体使用性能、延长使用寿命,具有重要意义。

1 分类
玄武岩纤维复合筋分为螺纹筋和无螺纹筋,在水泥混凝土中应用的玄武岩纤维复合筋应采用螺纹筋,以增强筋与混凝土的握裹力。

2 规格
玄武岩纤维复合筋的公称直径范围为3mm~50cm,推荐的公称直径为3mm、6mm、8mm、10mm、12mm、14mm、16mm、18mm、20mm和25mm等规格。

3 技术要求
3.1 外观
玄武岩纤维复合筋表面不应有突出的纤维毛刺,纤维和树脂之间的界面不应存在破坏。
3.2 尺寸
玄武岩纤维复合筋的公称尺寸及允许偏差应符合下表的要求:
玄武岩纤维复合筋公称尺寸及允许偏差


公称直径(mm) 内径(mm)
公称尺寸(mm) 允许偏差(mm)
3 2.9 ±0.3
6 5.8
8 7.7 ±0.4
10 9.6
12 11.5
14 13.4
16 15.4
18 17.3
20 19.3 ±0.5
25 24.2
 
4 性能
4.1 特性
玄武岩纤维复合筋可以明显延长腐蚀环境中的水泥混凝土结构寿命,与传统钢筋混凝土结构相比具有优异的力学、物理及化学性能。
(1)抗拉强度高,是普通钢筋的3倍以上;
(2)优异的耐腐蚀性,解决北方高寒地区、南方潮湿地区和酸碱环境恶劣的地区桥梁、路面钢筋混凝土结构的耐腐蚀性问题、寿命问题(是其他任何材料所不可比拟的);
(3)密度小,纤维复合筋的密度仅为普通钢筋的1/4左右;
(4)纤维复合筋的热膨胀系数与混凝土相近,两者间不会产生大的温度应力;
(5)透波性能好,不屏蔽;
(6)不导电不导热;
(7)可预制标准弯形及其他形状。
4.2 物理性能
玄武岩纤维复合筋的基本物理力学性能


名称 玄武岩纤维筋(BFRP)
密度(g/ cm3) 1.9~2.1
抗拉强度(MPa) ≥1000
屈服强度(MPa) ≥600
弯曲强度(MPa) ≥1000
弹性模量(GPa) ≥48
抗压强度(MPa) ≥500
抗拉弹性模量(GPa) 46.7~47.5
断裂伸长率(%) >1.8
与混凝土的粘结强度(MPa) ≥30
热膨胀系数
×10-6 /℃
纵向 9~12
横向 21~22
耐碱性(%) ≥85
磁化率 (1×10-5CGSM) ≤5×10-7
巴氏硬度 ≥65
注:耐碱性:是指经100℃的Ca(OH)2饱和溶液浸泡4h后单丝断裂强度保留率;
磁化率标准:4π×10-8SI(1×10-5CGSM);
蠕变:持续载荷不高于短期载荷的60%时,纤维筋不会发生蠕变断裂现象;
成型与弯曲:弯曲成型后的强度仍能达到极限强度的40% 。

5 实验内容及方法
5.1 密度
应按GB/T 1436的规定检测。
5.2 拉伸强度、拉伸弹性模量、断裂伸长率
拉伸强度、拉伸弹性模量、断裂伸长率试验应按GB/T 1447的规定测定。在电子万能试验机上进行测试时,为防止测试过程中打滑,样品的两头宜进行锚固。测试拉伸弹性模量、断裂伸长率时,加载速度宜为2mm/min;测试拉伸强度时,加载速度宜为5mm/min。
5.3 热膨胀系数
热膨胀系数实验应按GB/T 2572的规定检测。
5.4 耐碱性
耐碱性试验应按GB/T 17632规定检测。
5.5 磁化率
磁化率实验方法应按GB/T 3217的规定检测。

6 验收规则
6.1 物理力学性能检验应取自外观、尺寸检验合格的产品。
6.2 按以下规则进行抽样:
6.2.1 尺寸偏差和外观检验采用一次抽样法,样本数为6根;
6.2.2 物理力学性能二次抽样法,样本数为3根。
6.3 判定规则
6.3.1 外观质量和尺寸应符合3.1及3.2的要求。所抽样本中样品全部合格或仅有一个不合格,则判为合格;否则判为不合格。
6.3.2 物理力学性能应符合4.2的要求。所抽样品中样品全部合格,则判为合格;有2个及以上样品不合格,可第二次抽样复检。两次检验的不合格样品总数不多于1个,则判为合格;否则,判为不合格。
6.3.3 外观质量、尺寸和各项性能均合格,则判该批合格;否则判不合格。

7 处置、存放及运输
玄武岩纤维复合筋是一种纤维增强型建筑材料,并且被运送到施工现场进行使用,在施工过程中要在一定程度内尽可能减少对玄武岩纤维复合筋的损伤,在搬运,储存和安装过程中应注意。
玄武岩纤维复合筋表面很容易受到损伤,其表面的擦损会直接降低它与混凝土的握裹力。下面推荐的操作方法能最小程度的减少对筋材的损害:
7.1 若保存时间较长,应将玄武岩纤维复合筋遮蔽并置于干燥处;玄武岩纤维复合筋防止雨淋,并避免阳光直射。
7.2 严禁与化工腐蚀物品一起堆放;自生产之日起,储存期为18个月。
7.3 操作过程中应该带上工作手套,避免操作人员被裸露的纤维和锋利的筋材边缘弄伤。
7.4 玄武岩纤维复合筋不能直接的放在地上,其应放置在托盘上以保持清洁,并方便操作,不能在地上拖动玄武岩纤维复合筋,否则将影响其与混凝土的握裹力。
7.5 玄武岩纤维复合筋不宜承受撞击力,应避免锤子及锋利工具的重击,应避免将带有锋利边刃的沉重物体直接放在玄武岩纤维复合筋上。
7.6 如果需要切割的话,应该使用高转速的电锯或无齿锯来进行切割,不能使用剪刀进行剪裁。
7.7 运输车辆以及堆放处应有防雨、防潮设施,装卸车时不应损伤包装和碰撞。
8 玄武岩纤维复合筋设计
8.1 玄武岩纤维复合筋混凝土结构构件、组合梁的力学计算按照《纤维增强复合材料建设工程应用技术规范》(GB 50608-2010)来进行。
8.2 玄武岩纤维复合筋在路(桥)面及隧道铺装调平层中的设计参照钢筋网,有以下两种方法:
8.2.1 采用等间距、等强度来替代原有的钢筋网铺装层。按正常使用抗拉设计,采用玄武岩纤维复合筋替代钢筋应保证其抗拉强度的承载能力一致,即:
fS=fS
式中:f —表示抗拉强度; S—表示筋的横截面积
通过上式计算得到玄武岩纤维复合筋替代钢筋的直径关系见下表:
玄武岩纤维复合筋替代钢筋的直径


钢筋直径(mm) 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
复合筋直径(mm) 8 10 12 14 16 18 20
8.2.2 采用等间距、等面积来替代原有的钢筋网铺装层。在钢筋网铺装层中,采用相同的直径,等间距的来使用玄武岩纤维复合筋,这样能保证配筋率不变。
8.2.3 从经济上考虑,建议在路(桥)面及隧道铺装层筋网设计中采用8.2.1中设计方式。
8.2.4 其他设计要求及未尽事宜见现行钢筋相关设计标准进行。

9 玄武岩纤维复合筋施工
9.1 施工前,应详细了解施工地点情况、施工图筋的布置情况、施工工期情况以做好统筹安排玄武岩纤维复合筋的数量、每卷长度、施工人员配置等。
9.2 铺筑前,应按设计图纸准确放样筋网设置位置、梁的位置及接缝位置。玄武岩纤维复合筋网所采用的玄武岩纤维复合筋直径、间距,设置位置、尺寸、层数等应符合设计图纸的要求。
9.3 由于玄武岩纤维复合筋为连续生产的盘卷成型,在使用中玄武岩纤维复合筋需进行现场切割,以满足施工长度需求。
9.3.1 玄武岩纤维复合筋的现场切割应按照施工设计图纸和现场工况进行统筹规划长度,为下一步布筋与绑扎做好先期工作。
9.3.2 切割玄武岩纤维复合筋时,应使用高速切割机锯,而不能通过剪切方式切割。
9.3.3 切割时应尽量使弯曲的玄武岩纤维复合筋拉直,以方便筋网的布置,保证筋网间距准确。
9.3.4 切割时应尽量减少在地面上的拖拽,防止玄武岩纤维复合筋表面被磨平,降低与混凝土的握裹力。
9.4 玄武岩纤维复合筋铺装层中筋网布置需满足如下要求:
9.4.1 应严格按照施工图纸的要求进行玄武岩纤维复合筋筋网的布置。玄武岩纤维复合筋混凝土桥面极限最薄厚度不得小于80mm。在接缝处、负弯矩位置、断面变化处,应考虑使用钢筋进行加固处理(注意钢筋焊接时应避免破坏复合筋),再进行玄武岩纤维复合筋筋网的布置。
9.4.2 布筋时应准确定位筋的位置,按照施工图间距进行布筋;单层玄武岩纤维复合筋网的纵向筋设在面层表面下1/2~1/3厚度范围内,横向筋位于纵向筋之下。外侧玄武岩纤维复合筋中心至接缝或自由边的距离不宜小于100mm。
9.4.3 双层玄武岩纤维复合筋网纵筋应分别安装在上层顶部、下层底部。双层玄武岩纤维复合筋网上、下层之间不应少于4~6个/m²焊接支架或环形绑扎箍筋。双层玄武岩纤维复合筋网底部可采用焊接架立玄武岩纤维复合筋或用30mm厚的混凝土垫块支撑,数量不少于4~6个/m²。
9.4.4 双层玄武岩纤维复合筋网底部到基层表面应有不小于30mm的保护层,顶部离面板表面应有不小于50mm的耐磨保护层。
9.4.5 纵横向筋采用不锈钢丝进行绑扎,绑扎时做到不漏绑;布筋时应尽量使纵横向筋拉直,绑扎时应注意间距是否达到要求,应在绑扎时进行间距矫正,达到施工图要求。
9.4.6 纵横向筋需要搭接时,应注意搭接长度;玄武岩纤维复合筋绑扎搭接长度不应小于35d;同一垂直断面上不得有2个绑扎接头,相邻玄武岩纤维复合筋的绑扎接头应分别错开500mm以上。
路面玄武岩纤维复合筋网绑扎的允许偏差


项目 绑扎玄武岩纤维复合筋网及骨架允许偏差(mm)
玄武岩纤维复合筋网的长度与宽度 ±10
玄武岩纤维复合筋网眼尺寸 ±20
玄武岩纤维复合筋骨架宽度及高度 ±5
玄武岩纤维复合筋骨架的长度 ±10
箍筋间距 ±20
 
路面玄武岩纤维复合筋网的允许偏差

项目 允许偏差(mm)
受力玄武岩纤维复合筋排距 ±5
横向玄武岩纤维复合筋间距 绑扎玄武岩纤维复合筋网 ±20
玄武岩纤维复合筋预埋位置 中心线位置 ±5
水平高差 ±3
玄武岩纤维复合筋保护层 距表面 ±3
距底面 ±5
 
9.5 混凝土浇筑时应注意一下事项:
9.5.1 混凝土摊铺前应将筋网固定在支架上(或采用混凝土块将筋网抬高固定),距离梁顶的高度需根据混凝土的厚度而定(一般不得低于30mm);不得有贴地、变形、移位、松脱现象。
9.5.2 在浇筑混凝土前,应对所铺设的筋网进行检查,验收合格后,方可开始浇筑混凝土。浇筑中应时刻注意筋网是否发生断裂,若发现筋网有断裂现象,应立即进行搭接。
9.6 其他未尽事宜按照现有钢筋网铺设来执行。
 


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