JGT406-2013《土木工程用玻璃纤维增强筋》

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1、JB/T 中华人民共和国住房和城乡建设部发布2010-实施2010-发布土木工程用玻璃纤维增强筋Glass Fiber Reinforced Polymer Rebar for Civil Engineering（征求意见稿）（在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上）JG/T JG中华人民共和国建筑工业行业标准ICS备案号： JG/T 前 言本标准由建设部标准定额研究所提出。本标准由建设部建筑建筑工程标准技术归口单位归口。本标准负责起草单位：深圳市海川实业股份有限公司本标准参加起草单位：上海启鹏工程材料科技有限公司、西南交通大学、晓士达复合材料建材（广东）有限公司。本标准

2、主要起草人：土木工程用玻璃纤维增强筋1 范围本标准规定了土木工程用玻璃纤维增强筋的术语和定义、技术要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输和储存。本标准适用于隧道、矿山支护、边坡支护、盾构端头井掘进、连续配筋混凝土路面、桥梁结构等土木工程用玻璃纤维增强筋。本标准不适用弯矩重新分配的混凝土结构以及受压构件。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/T 1446 纤维增强塑料性能试验方法总则GB/T 1463 纤维增强塑料密度和相对密度试验方法ACI 440.

3、1R Guide for the Design and Construction of Concrete Reinforced with FRP Bars（FRP筋混凝土结构设计和施工指南）ACI 440.3R Guide Test Methods for Fiber Reinforced Polymer（FRPs）for Reinforcing or Strength Concrete Structures（用于增强混凝土结构中的FRP筋性能试验方法）ACI 440.6M Specification for Carbon and Glass Fiber-Reinforced Polymer

4、Bar Materials for Concrete Reinforcement（水泥混凝土用碳或玻璃纤维增强复合材料筋规程）3 术语、定义及符号3.1 下列术语和定义适应于本文件 纤维增强复合材料 Fiber Reinforced Polymer由高性能纤维（碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维）作为增强材料与树脂基体、固化剂、采用适当的成型工艺所形成的材料，依次表示为CFRP、AFRP、BFRP、GFRP等。 玻璃纤维增强筋 Glass Fiber Reinforced Polymer Rebar由高性能的含碱量小于0.8%的无碱玻璃纤维（E-Glass）无捻粗纱或者高强玻璃纤维（S）无

5、捻粗纱和树脂基体（环氧树脂、乙烯基树脂）、固化剂，采用成型固化工艺复合而成表面形状为全螺纹式（或其它有利于与混凝土粘结的形式）的杆体（下文简称GFRP筋）。 玻璃纤维无捻粗纱 glass fiber roving平行原丝（多股原丝无捻粗纱）或平行单丝（直接无捻粗纱）不加捻而并合的集束体。 玻璃纤维 fiberglass一般指硅酸盐熔体制成的玻璃态纤维或丝状物。 无碱玻璃纤维 E fiber glass碱金属氧化物含量很少，具有良好电绝缘性的玻璃纤维(其碱金属氧化物含量一般小于0.8%)。 高强玻璃纤维 S glass fiber用硅-铝-镁系统的玻璃拉制的玻璃纤维，其新生态强度比无碱玻璃纤维高

6、25%以上。 基体树脂 Matrix resins基体聚合物，包括热固性树脂和热塑性树脂，本标准仅包括热固性树脂。3.2 下列符号适应于本文件fk ：GFRP筋的抗拉强度标准值；ffu ：GFRP筋的抗拉强度设计值；fv ：GFRP筋的剪切强度；fu ：GFRP筋的抗拉强度；fb ：GFRP筋弯曲部位抗拉强度设计值；Fu ：GFRP筋的抗拉承载力；：GFRP筋的极限应变；E ：GFRP筋的弹性模量；A ：GFRP筋的横截面积；d ： GFRP筋的公称直径db ：GFRP筋的等效直径；Cb ：GFRP筋的等效周长；la ：GFRP筋在混凝土结构中锚固长度；ll ：GFRP筋在混凝土结构中搭接长度

7、；rb：GFRP筋弯曲部分的半径；：计算系数，按照经验取为1/18.5；：搭接长度修正系数，一般取1.6；：计算系数，根据经验取为0.05；：样本方差；：GFRP筋抗强度的样本均值；4 要求4.1 外观GFRP筋形状宜为全螺纹形式，螺纹杆体表面质地应均匀、无气泡、裂纹及其它缺陷，其螺纹牙形、牙距应整齐，不得有损伤。4.2 材料树脂基体仅允许使用乙烯基和环氧树脂体系或乙烯基树脂和环氧树脂混和树脂，以满足产品物理和耐久性使用的要求，树脂基体的原料聚合物不允许含有任何聚酯成分。4.3 公称直径要求热固性树脂成型GFRP筋弯曲应在工厂按照一定的角度完成，并符合设计要求。公称直径范围为10 mm36 m

8、m，本标准推荐的GFRP筋公称直径宜为20 mm，25 mm，32mm。4.4 外形尺寸及偏差GFRP筋的外形尺寸及允许偏差应符合表1的要求。表 1 GFRP筋平均外径及偏差公称直径（）平均外径（）允许偏差（）杆体弯曲度（/m）1010.00.231212.01414.01616.01818.02020.00.342222.02525.02828.03030.00.453232.03434.03636.04.5物理力学性能 GFRP筋的物理力学性能应符合表2的要求。表 2 GFRP筋力学性能公称直径()抗拉强度标准值(fk / MPa)剪切强度(fV/ MPa)极限应变(/ )弹性模量(E/

9、GPa)d16 6001101.24016d2555025d34500d34450注：GFRP筋抗拉强度标准值保证率在95%以上，即由计算得到。4.6 弯曲半径统一长度的GFRP筋最小弯曲半径应符合表3的规定。表3 弯筋的内部最小弯曲半径直径（）弯曲半径（）1028133816481957226725762911432127注：以上弯曲半径结果约等于对直径在25mm以下的筋取3倍直径，对于直径为29mm和32mm的筋取4倍直径。5 试验方法5.1 实验室环境条件应符合GB/T 1446 的有关规定，试件在试验环境中放置24h以上。5.2 颜色和外观检测 产品外观检测用目测法进行。-5.3 尺寸

10、测量 杆体的长度、弯曲半径用钢卷尺在平台上进行；杆体的直线度在平台上用塞规检测。5.4密度测定应按照GB/T 1463的规定。5.5拉伸性能试验将截取的试件（一般在1米左右）用卡尺测量长度三次，每次测量旋转120度，取三次测量的平均值，精确到0.1mm，即为试件长度L。并且注意避免试件将空气带入液体之中，。 在试件浸入量杯之前测量液体的体积，浸入后再测量液体的体积，需要计算前后的体积差。试件的横截面积A（精确到1mm2）可以按下式求出： （1）式中：试件浸入量筒前后的体积之差，即试件的体积，mL；V0 在试件浸入量筒之前的液体体积，mL；V1 在试件浸入量筒之后的液体体积，mL；L试件长度，m

11、m；根据计算所得的横截面积A，按照附录A规定的方法，测试试件的拉伸强度、弹性模量、极限应变。5.6剪切强度试验GFRP筋剪切强度试验应按照本标准附录B的规定进行，其中：试件的等效直径db可通过试件的横截面积进行计算： （2）式中：dbGFRP筋等效直径，mmAGFRP筋横截面积，mm2等效周长Cb可以按照下列公式计算： （3）式中：Cb 等效周长，mmA GFRP筋横截面积，mm26检验规则6.1检验分类产品检验分出厂检验和型式检验，检验项目应按照表4规定进行。表4 出厂检验和型式检验项目序号检验项目技术要求检验方法检验类型出厂型式1产品外观4.15.22外形尺寸4.35.33密度4.45.4

12、4拉伸性能4.55.55剪切强度4.55.66弯曲半径4.65.36.2出厂检验产品出厂时应进行出厂检验。每5000米为一批，从中随机抽取1作为试样，且不少于5根试件。抽取试样在进行出厂项目检验时，如有一项不合格时，应加倍抽样进行复检。复检有一项不合格项时，则判定该批次产品不合格。另外生产的批次数量不同，取样数量也应该不同，生产50批和生产2批的取样数量肯定不能相同，此处建议斟酌。6.3型式检验有下列情况之一时，应进行型式检验：1) 新产品或老产品转厂生产的试制产品；2) 产品停产二年以上重新恢复生产时；3) 正常生产的产品在结构、材料、工艺等方面有较大改进时；4) 正式生产的产品每两年进行一

13、次型式检验；5) 出厂检验结果与上次型式检验有较大差距时；6) 国家质量监督检验机构提出要求时。6.3.2型式检验的样品应从出厂检验合格的产品中随机抽取（如果产品停产二年以上重新恢复生产时，或者是新产品定型时就不可能从出厂合格的产品中再抽取，型式检验和出厂检验是两回事）。型式检验每次抽取试样5根，任一试样有一项不合格时，应加倍抽样进行复检。复检一项不合格时，则判定该批次产品不合格。7标志、包装、运输、储存7.1标志产品出厂时应附产品说明书，产品合格证。合格证上应包括产品名称、规格、出厂日期、生产厂名、厂址以及执行的标准编号。7.2包装GFRP筋杆体在适当的工况下应配有相关的附件，产品每1050

14、根为一组，应捆扎牢固。7.3运输产品在装卸和运输中不得受到撞击、曝晒、抛摔和重压，避免弯折和沾染土、油等。7.4储存产品应储存在空气干燥、流通的库房内，防止暴露在50oC以上的环境中。玻璃纤维增强筋应该存放在地面以上的平台或垫子上，杆体端部不应沾染油污。如果户外放存超过4个月，应用不透明塑料或者其它类型的覆盖物遮盖，避免玻璃纤维增强筋受到紫外线辐射。附录A（规范性附录）GFRP筋拉伸性能的测试方法A.1试件的长度为试件锚固端（200300mm）与30倍的杆体直径长度之和；A.2夹持试件时，应尽量确保试件仅受轴向拉力的作用；A.3开始加载之前，数据采集装置首先应开通数秒，在试验过程中（无论是荷载

15、控制还是位移控制）其频率都应该保持恒定，并且试件应在1到10min之内破坏；A.4增加荷载直到试件破坏为止，其应变量至少达到50%极限荷载对应的水平，甚至更高。A.5根据荷载（应力）应变的数据制作荷载（应力）应变曲线；A.6根据公式（A.1）计算抗拉强度，精度保留1位小数（修正到0.5MPa）； （A.1）式中：fu 抗拉强度，MPa；Fu 抗拉承载力，N；A GFRP筋试件的横截面积，mm2。A.7弹性模量可以由极限承载能力的20%50%的对应的数据经过线性回归计算得到，其计算由20%和50%极限承载力对应的应变来加以确定，按公式（A.2）计算，保留1位小数。 （A.2）式中：E GFRP筋

16、轴向弹性模量，MPaA GFRP筋横截面积，mm2和50%5%的承载力水平以及其对应的应变；和20%5%的承载力水平以及其对应的应变；A.8极限应变与极限承载力是相对应的，当材料破坏时，通过应变测试元件测得。如果引伸计不允许使用到材料破坏阶段，极限应变和弹性模量根据公式（A.3）计算，保留3位小数。 （A.3）式中： GFRP筋破坏时的极限应变，： E GFRP筋的弹性模量，MPa；A 横截面积，mm2；Fu 抗拉承载力，N；附录B （规范性附录）GFRP筋剪切强度的测试方法B.1 将GFRP筋杆体截成300mm长的试件并放入双剪测试装置中（如图B.1所示），在万能材料试验机上进行剪切强度的测

17、定。B.2试件应该固定在剪切试验台的中心，与上部加载装置接触，加载面与试件之间不应看见明显的缝隙。B.3荷载施加速率控制在每分钟30MPa到60MPa之间，试验过程中试件不能被撞击，均匀加载直到试件破坏，由于两个破坏面的出现，荷载可能导致暂时的降低。B.4破坏模式是否剪切破坏应该通过视觉进行判断；B.5根据公式（B.1）计算剪切强度，保留1位小数。 （B.1）式中： 剪切强度，MPa；P 最大破坏荷载，N；A GFRP筋试件横截面积，mm2图B.1 双剪测试装置示意附录C （资料性附录）GFRP筋应力应变曲线D. GFRP筋应力应变曲线图D.1 GFRP筋的应力-应变曲线注；其中图例1和图例2

18、分别表示GFRP筋应力-应变曲线的范围；图例3表示一般GFRP筋应力-应变曲线。附录D （资料性附录）GFRP筋基本设计要求E.1 GFRP筋在混凝土结构中的锚固长度根据公式（E.1）确定（E.1） 计算系数，按照经验取为1/18.5。 GFRP筋抗拉强度设计值，MPa；根据ACI 440.1R-03的规定，GFRP筋抗拉强度标准值乘以0.7为GFRP筋抗拉强度设计值。 GFRP筋在混凝土结构中锚固长度，mm；d GFRP筋的直径，mm；另外考虑位置影响系数和混凝土保护层、混凝土强度的影响，锚固长度修正系数为1.31.5；表E.1 GFRP筋在混凝土结构中锚固长度参考值混凝土等级C20C30C

19、40C50锚固长度34d31d29d27dE.2 GFRP筋在混凝土结构中的搭接长度根据公式（E.2）确定。（E.2） 修正系数，一般取1.6； GFRP筋在混凝土结构中锚固长度，mm； GFRP筋在混凝土结构中搭接长度，mm；如果GFRP筋搭接处的应力要求不超过其极限抗拉强度的50%，那么修正系数由1.6减小到1.3。 E.3 GFRP筋弯曲最小半径有关规定根据公式（E.3）确定。（E.3）根据实际需要，GFRP筋弯曲半径不能满足以上要求时，弯曲后的GFRP筋弯曲部位强度设计值可以按照公式（E.4）计算。（E.4）其中： 计算系数，根据经验取为0.05； GFRP筋弯曲部位抗拉强度设计值不大

20、于，MPa； GFRP筋弯曲部分的半径，mm； GFRP筋的有效直径，mm； GFRP筋的抗拉强度设计值，考虑环境因素进行适当的折减，MPa；E.4 一般环境下GFRP筋抗拉强度设计值根据公式（E.5）的确定。GFRP材料会在不同的化学环境中（包括酸、碱）发生性能的劣化，当需要进行GFRP筋抵抗化学介质试验时，研究人员可参考GB/T 3857-2005玻璃纤维增强热固性塑料耐化学介质性能试验方法的要求执行。这种劣化随着温度的升高而加剧，暴露于环境中的构件，采用GFRP筋进行构件增强时，强度标准值应乘以0.7的安全系数，以作为设计强度，GFRP筋抗拉强度设计值根据公式（E.5）的确定。 （E.5）表E.4 环境情况与折减系数环境情况环境因素引起的折减系数，CE暴露在室内0.8暴露在室外0.7E.5 混凝土保护层GFRP筋在混凝土中应用时，保护层厚度应不小于1倍筋材直径，但不能超过75mm，一般主筋的保护层厚度为50mm。E.6与混凝土的粘结强度一般说来GFRP螺纹与混凝土的粘结强度约为钢筋与混凝土粘结强度的80%左右，当然两者都有随粘结长度的增加而粘结应力逐渐降低的趋势。13