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国家标准计划《结构工程用纤维增强复合材料网格》由 TC39(全国纤维增强塑料标准化技术委员会)归口 ,主管部门为中国建筑材料联合会

主要起草单位 东南大学玄武岩纤维生产及应用技术国家地方联合工程研究中心江苏绿材谷新材料科技发展有限公司中冶建筑研究总院有限公司南京市产品质量监督检验院香港理工大学浙江石金玄武岩纤维有限公司北京特希达科技有限公司

目录

基础信息

计划号
20150489-T-609
制修订
制定
项目周期
24个月
下达日期
2015-05-12
公示开始日期
2015-02-05
公示截止日期
2015-02-27
标准类别
产品
国际标准分类号
83.120
83 橡胶和塑料工业
83.120 增强塑料
归口单位
全国纤维增强塑料标准化技术委员会
执行单位
全国纤维增强塑料标准化技术委员会
主管部门
中国建筑材料联合会

起草单位

目的意义

由于材料老化、荷载增加、结构部分损坏等原因,房屋、桥梁、大坝、隧道等建筑物的主要结构构件的承载能力和耐久性不断损失,甚至影响其使用的安全性,使建筑物达不到预期的使用寿命,必须采取有效的加固措施,对其进行加固补强。

新建结构由于实际使用功能改变、用途改变,或者结构方案调整等原因,如原来设计是居民楼,后来改成商城,停车场等,需对新建结构进行增强。

粘帖纤维布和使用纤维复合网格进行加固增强,是新兴的纤维加固增强技术。

二者相比较有如下特点:粘帖纤维布加固方法属于“后加固”手段,构件成型后出现了问题才能应用,且影响美观。

而网格筋加固可用于新建或在建结构的加固,可做成结构层或结构加强层,也可用作原有结构的加固补强。

粘帖纤维布加固等方法往往加固时需现场粘贴多层布,材料本身面临沾胶不均匀等无法避免的问题,加固质量不能保障。

而纤维复合网格加固方法与粘帖纤维布、片材加固不同,不需要靠结构胶等与构件联接,而是直接经过简单绑扎后喷上砂浆以作保护层,和粘贴纤维布相比不需要额外的锚具等与原结构相连,省时省力,经济效益好。

纤维复合网格(FRP网格)是将玄武岩纤维、碳纤维、玻璃纤维等高性能连续纤维浸渍于耐腐蚀性能良好的树脂中,形成的整体的网格状物,其外形有双向和三向两种形式。

施工中,通过网格筋交叉部位的机械锚固作用保证其与混凝土协同作用,网格筋的粗细和网格尺寸大大小可以根据实际需要选用。

纤维复合网格的主要特性:1) 轻而薄 材料轻,网格交叉部位又在同一,因此其断面比钢筋断面薄;易于搬运,不需起重机,受施工现场限制少。

2) 耐久性好 材料由纤维和耐腐蚀性良好的树脂复合而成,不会发生腐蚀,另外在寒冷地带耐寒,沿海地区抗盐,故耐久性好。

3) 加固效果显著 连续强化纤维双向分布,抗粘结滑移性能很好,能使材料高强特性得到更好的发挥,加固效果显著。

纤维复合网格具有轻质、高强、双向受力、施工方便、可以用于恶劣环境的施工等优点,在国外,纤维网格已被广泛应用于隧道工程、边坡加固、飞机跑道、停机坪、建筑物、桥梁等领域, 此外, 由于纤维网格是非磁性材料, 所以也很适合应用于医院、实验室、观测站等对环境磁性要求较高的结构中。

在滨海地区, 纤维网格还可以代替钢筋使用, 以解决钢筋易锈蚀的问题。

网格适用于某些特殊的加固要求,如水下加固等(普通结构胶均不能适用于有水环境),且相对于粘贴纤维布加固只能用很薄的树脂充当保护材料的情况,网格加固适用砂浆等材料作为保护层,加固后受环境因素影响较小,抗扰动能力强,加固效果可以保证。

网格作为增强加固材料在日本、欧美等国家早已有应用施工规范,并且已经有交广泛的应用,证明其较为成熟。

而我国虽有此类产品,但仍未形成国家标准,随其应用越来越广泛,生产企业越来越多,建议建立国标,对引领此类产品的规范生产,并进一步规范产品的应用具有重要意义。

尤其是玄武岩纤维网格材料的国标的建立,更有利于我国在国际社会的网格的生产及应用领域争取主动权。

范围和主要技术内容

一. 范围。标准规定了结构工程用纤维增强复合网格材料的术语和定义、分类、规格和标记、要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输与贮存。标准适用于土木工程结构(既有和新建结构)加固增强使用的纤维增强复合材料网格制品。二、主要技术内容。1.. 分类。根据市场上的产品,按照增强纤维的种类、网格网眼形状、受力方向及外观形貌,分为:1)纤维增强复合材料网格按增强纤维种类,分为玄武岩纤维复合网格(BFG)、碳纤维复合网格(CFG)、玻璃纤维复合网格(GFG)和芳纶复合网格(AFG)等。2)纤维增强复合材料网格按其网眼形状,分为双向方形网格(EW)和三向等边三角形网格(SW)等。3) 纤维增强复合材料网格按受力方向,分为各向等强(DQ)和各向不等强(BQ)(即两个或三个方向纤维含量不同)4) 纤维增强复合材料网格按外观形态分为,压纹(ES)和光滑(SS)两类。2.规格。1) 网格材料分双向方形网格(网眼为正方形、长方形)和三向等边三角形,双向方形网格的规格,按照网眼尺寸可分为50×50mm,100×100mm,150×150mm,50×100mm,100×150mm等基本规格。三向等边三角形网格的规格是按照三角形网眼边长,分为10mm,20mm, 30mm,40mm等基本规格。他们都可以根据结构设计需要,定制其他尺寸等边三角形网眼。2)复合材料网格按网格宽幅,分为0.5m,1m, 1.5m,2m等不同规格,同时也可根据结构设计需要,定制其他幅宽尺寸。3)复合材料网格按网格厚度,分为0.5mm,1mm,1.5mm,2mm,3mm,4mm,5mm等不同规格,同时也可根据结构设计需要,定制其他厚度尺寸。3尺寸偏差。尺寸偏差主要表现在网格宽度、网格厚度和网眼尺寸,网格厚度偏差:-1-1mm,厚度偏差:-0.05-0.05,网眼尺寸:-0.2-0.2。4. 力学性能。网格的力学性能测试国内外都是参考复合筋材的拉伸性能测试标准,如:ACI-440.3R 纤维增强复合材料增强混凝土结构试验方法指南、JSCE-E531 连续纤维增强复合材料的抗拉试验方法、ASTM D7205/D7205M-06 纤维增强复合材料筋材标准试验方法、GB/T 26745 结构加固修复用玄武岩纤维复合材料,其中ASTM D7205/D7205M-06对网格的拉伸性能测试进行了具体描述。本标准参考以上方法,并在实验过程中优化试验方法,总结出了一套检测网格拉伸性能的方法,见标准草案附录A 纤维增强复合材料网格拉伸性能试验方法。本标准规定的强度为保证95%强度保证率的标准值=试验平均值-1.645标准方差。 根据复合网格受力方向的不同,网格力学性能分为:1)网格各向等强力学性能:玄武岩纤维复合网格:拉伸强度≥750MPa;弹性模量≥30GPa;断裂伸长率≥2.5%;碳纤维复合网格:拉伸强度≥1200MPa;弹性模量≥80GPa;断裂伸长率≥1.5%;玻璃纤维复合网格:拉伸强度≥500MPa;弹性模量≥25GPa;断裂伸长率≥2.0%;芳纶纤维复合网格:拉伸强度≥750MPa;弹性模量≥40GPa;断裂伸长率≥1.875%。2)网格各向不等强力学性能玄武岩纤维复合网格:拉伸强度:强向750~1300MPa,弱向750~300MPa;弹性模量:强向30~50GPa,弱向30~10GPa;断裂伸长率≥2.6%;碳纤维复合网格:拉伸强度:强向1200~1800MPa;弱向1200~400MPa;弹性模量:强向80~130GPa;弱向80~30GPa;断裂伸长率≥1.5%;玻璃纤维复合网格:拉伸强度:强向500~1000MPa;弱向500~200MPa;弹性模量:强向25~40GPa;弱向25~10GPa;断裂伸长率≥2.4%;芳纶纤维复合网格:拉伸强度:强向750~1300MPa;弱向750~300MPa;弹性模量:强向40~65GPa;40~20GPa;断裂伸长率≥2.0%。复合材料网格