玄武岩纤维复合筋 施工工艺

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 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 1 分类分类 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 2 规格规格 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 3 技术要求技术要求 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。 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 内径（mm） 公称直径（mm） 公称尺寸（mm） 3 6 8 10 12 14 16 18 20 25 ± ± ± 允许偏差（mm） 4 4 性能性能 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。 物理性能 玄武岩纤维复合筋的基本物理力学性能 名称 密度(g/ cm3) 抗拉强度(MPa) 屈服强度(MPa) 弯曲强度(MPa) 弹性模量(GPa) 抗压强度(MPa) 抗拉弹性模量(GPa) 断裂伸长率(%) 与混凝土的粘结强度(MPa) 热膨胀系数 ×10-6 /℃ 耐碱性（%） 磁化率 （1×10-5CGSM） 巴氏硬度 纵向 横向 玄武岩纤维筋（BFRP） ～ ≥1000 ≥600 ≥1000 ≥48 ≥500 ～ ≥30 9～12 21～22 ≥85 ≤5×10-7 ≥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 5 实验内容及方法实验内容及方法 密度 应按 GB/T 1436 的规定检测。 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。 热膨胀系数 热膨胀系数实验应按 GB/T 2572 的规定检测。 耐碱性 耐碱性试验应按 GB/T 17632 规定检测。 磁化率 磁化率实验方法应按 GB/T 3217 的规定检测。 6 6 验收规则验收规则 物理力学性能检验应取自外观、尺寸检验合格的产品。 按以下规则进行抽样： 尺寸偏差和外观检验采用一次抽样法，样本数为 6 根； 物理力学性能二次抽样法，样本数为 3 根。 判定规则 外观质量和尺寸应符合及的要求。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。 物理力学性能应符合的要求。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。 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 7 处置、存放及运输处置、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： 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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 8 玄武岩纤维复合筋设计玄武岩纤维复合筋设计 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。 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： 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： f 钢 S 钢=f复 S 复 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） 复合筋直径（mm） 10 8 1214 10 1618 12 20 14 2224 16 2628 18 30 20 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。 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中设计方 式。 其他设计要求