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钢纤维混凝土试验方法13

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中国工程建设标准化协会标准钢纤维混凝土试验方法CECS13∶89主编单位:哈尔滨建筑工程学院大连理工大学批准单位:中国工程建设标准化协会批准日期:1989年12月26日1991北京前言钢纤维混凝土是我国近几年发展起来的新材料。

它具有耐磨、抗拉和抗剪性能强的优点,因此,可以广泛用于道路工程(包括机场跑道)、水工和港口工程、铁路工程以及工业与民用建筑中的刚性屋面、抗震节点和厂房地面。

为了统一钢纤维混凝土的试验方法,以满足《钢纤维混凝土结构设计与施工规程》的技术要求,本标准起草小组以科学试验为基础,结合这种材料的工程实践,并反复征求有关单位和专家的意见,制订了本标准,最后经全国钢筋混凝土标准技术委员会审查定稿。

现批准《钢纤维混凝土试验方法》CECS13∶89为中国工程建设标准化协会标准,推荐给各工程建设设计、施工和科研单位使用。

在使用过程中,如发现需要修改补充之处,请将意见及有关资料寄交哈尔滨建工学院(哈尔滨大直街,邮政编码:150006)、大连理工大学(大连市,邮政编码:116024)。

中国工程建设标准化协会1989年12月26日目录第一章总则 (6)第二章拌合物取样及试样制备 (6)第三章稠度试验 (7)第一节坍落度法 (7)第二节倒置坍落度筒法 (8)第三节维勃(VB)稠度法 (10)第四章拌合物质量密度试验 (11)第六章拌合物含气量试验 (13)第七章试件的制作及养护 (15)第一节浇筑钢纤维混凝土试件 (15)第二节喷射钢纤维混凝土试件 (16)第八章立方体抗压强度试验 (16)第九章轴心抗压强度试验 (17)第十章静力受压弹性模量试验 (18)第十一章劈裂抗拉强度试验 (19)第十二章抗剪强度试验 (21)第十三章抗折强度试验 (23)第十四章抗折弹性模量试验 (25)第十五章弯曲韧性和初裂强度试验 (26)第十六章压缩韧性试验 (31)第十七章钢纤维与水泥砂浆粘结强度试验 (33)第十八章钢纤维混凝土与钢筋粘结强度试验 (39)第十九章抗冻性能试验 (41)第一节慢冻法 (41)第二节快冻法 (43)第二十章抗渗性能试验 (44)第二十一章干缩试验 (45)附录一常用非法定计量单位与法定计量单位的换算关系 (47)附录二本标准用词说明 (48)附加说明 (49)第一章总则第1.0.1条用均匀分散的短钢纤维增强的普通混凝土称为钢纤维混凝土。

为统一测定钢纤维混凝土性能及检验或控制其工程质量的试验方法,特制订本标准。

注:短钢纤维是指长度为15～60mm,直径(或等效直径)为0.3～0.7mm,长径比为40～100的钢纤维。

每立方米混凝土中掺入的钢纤维为40～200kg。

第1.0.2条本标准适用于一般工程建设中浇筑钢纤维混凝土和喷射钢纤维混凝土的物理、力学及工艺性能的试验。

第二章拌合物取样及试样制备第2.0.1条本方法适用于钢纤维混凝土拌合物的取样和试样制备。

第2.0.2条钢纤维混凝土拌合物基本性能试验用料应从同一次搅拌或同一车运送的混凝土中取出,或在试验室用机械或人工单独拌制。

第2.0.3条在钢纤维混凝土工程施工中取样时,应遵守现行国家标准《混凝土结构工程施工及验收规范》以及有关规范的规定。

第2.0.4条配制钢纤维混凝土的水泥、骨料、水、外加剂和混合材料应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工及验收规范》中的有关规定。

粗骨料最大粒径不应大于20mm。

第2.0.5条钢纤维的品种、规格和尺寸应符合试验目的的要求。

钢纤维的表面应洁净、无锈、无油、无毒,不得使用因加工不良或生锈而粘连成团的钢纤维。

第2.0.6条在试验室拌合钢纤维混凝土时,所用材料应一次备齐,骨料应提前运入室内并翻拌均匀。

水泥应放置在密闭的防潮容器中。

第2.0.7条试验室拌合钢纤维混凝土的材料称量应符合下列规定:一、各种材料分别按重量称量。

对水、液态外加剂以及外加剂水溶液,也可按容积计量。

二、称量的精确度:骨料为±1%;水、水泥、钢纤维和外加剂为±0 5%。

三、称量后应立即搅拌。

第2.0.8条在试验室搅拌钢纤维混凝土应符合下列规定:一、拌合间的温度应为20±5℃。

二、搅拌钢纤维混凝土宜采用强制式搅拌机,也可用人工搅拌。

三、钢纤维混凝土的一次搅拌量,应比试验用量多5L,并应在搅拌机规定容量的50%～80%之间。

四、为保证钢纤维在混凝土中均匀分散,搅拌时间应不少于3min。

可采用两种投料次序:1.先将钢纤维和骨料、水泥搅拌均匀,然后加水和外加剂水溶液继续搅拌。

2.先搅拌除钢纤维外的其他材料,逐渐投入钢纤维,当全部投入后,再搅拌1min。

必要时可使用纤维分散机,防止纤维结团。

五、用搅拌机搅拌的钢纤维混凝土应用人工再次搅拌,平铲端部应紧贴搅拌盘滑动翻拌。

第2.0.9条拌合物取样后应立即试验。

第三章稠度试验第一节坍落度法第3.1.1条本方法适用于坍落度值不小于20mm的钢纤维混凝土拌合物的稠度测定。

第3.1.2条坍落度试验所用设备应符合下列规定:一、坍落度筒是由薄钢板或其他金属板制成的圆台形筒(见图3.1.2)。

内壁应光滑、无凹凸部位,底面和顶面应互相平行并与锥体的轴线垂直。

在筒的两侧2/3高度处安装把手,下端应焊脚踏板。

筒的内部尺寸为:底部直径:200±2mm;顶部直径:100±2mm;高度:300±2mm;筒壁厚度:不小于1.5mm。

二、捣棒为直径16mm、长600mm的钢棒,端头应磨圆。

第3.1.3条坍落度试验步骤如下:一、湿润坍落度筒内壁及其他用具,将筒置于不吸水的刚性水平底板上,踩住筒两边的脚踏板,使其在装料时保持固定位置。

二、按筒高的1/3分层,逐次装料捣实。

每层用捣棒沿螺旋方向由外向中心均匀插捣25次,捣棒应插透本层。

沿筒边插捣时,捣棒应稍倾斜。

应使顶层钢纤维混凝土在插捣后略高出筒口,刮去后用抹刀抹平。

三、清除筒边的钢纤维混凝土后,在5～10s内垂直平稳地提起坍落度筒。

从装料到提筒应在150s内完成。

四、测量坍落后钢纤维混凝土试件最高点与筒高之差,即为该钢纤维混凝土拌合物的坍落度值。

若钢纤维混凝土发生崩坍或一侧剪坏,应重新取样测定。

若第二次试验仍出现上述现象,则表明该钢纤维混凝土和易性不好,应记录备查。

第3.1.4条钢纤维混凝土拌合物坍落度以mm为单位,精确至5mm。

第二节倒置坍落度筒法第3.2.1条本方法适用于倒置坍落度筒稠度在5～60s之间的钢纤维混凝土拌合物的稠度测定。

第3.2.2条用倒置坍落度筒法测定稠度所用设备应符合下列规定:一、倒置坍落度筒装置见图 3.2.2,坍落度筒的内部尺寸与本标准第3.1.2条的规定相同。

二、小型插入式震动棒:直径:25～28mm;长度:250mm;频率:18～22Hz;振幅:1mm。

第3.2.3条倒置坍落度筒稠度试验步骤如下:一、润湿坍落度筒及底筒内壁,推入插板,将钢纤维混凝土试样装入坍落度筒,使顶面略高出筒口,刮去后用抹刀抹平。

二、轻轻抽出插板,开启震动棒,在其接触钢纤维混凝土表面的瞬间用秒表开始计时。

三、使震动棒沿坍落度筒中心线垂直下沉,达到距底筒底面10mm处为止。

继续振捣直至钢纤维混凝土全部流出坍落度筒,停表计时,并关闭震动棒。

秒表读数精确至1s。

第3.2.4条由秒表读出的时间(s)即为钢纤维混凝土拌合物的倒置坍落度筒稠度值。

长江委信息研究中心馆藏 第三节 维勃(VB)稠度法第3.3.1条 本方法适用于维勃稠度在5～30s 之间的钢纤维混凝土拌合物的稠度测定。

第3.3.2条 维勃稠度试验所用设备应符合下列规定:一、维勃稠度仪(图3.3.2)由以下部分组成:1.震动台:台面长380mm;宽260mm,支承在4个减震器上。

台面底部装设频率为50±3Hz 的震动器。

装有空容器时台面的振幅应为0.5±0.1mm 。

2.容器:用钢板制成的圆筒,高200±2mm,内径240±5mm,壁厚8mm,底厚7.5mm 。

3.坍落度筒:其内部尺寸与本标准第3.1.2条的规定相同。

4.喂料斗:固定在旋转架的一侧,就位后,其轴线应与容器的轴线重合。

5.旋转架:在与装置喂料斗对称的一侧设有套管,将测杆插入套管,并用测杆螺丝固定。

在测杆下端安装水平的透明圆盘。

旋转架安装在支柱上,以十字凹槽定向,用定位螺丝固定。

测杆就位后,其轴线也应与容器的轴线重合。

透明圆盘的直径为230±2mm,厚度为10±2mm 。

荷重块置于圆盘上。

由测杆、圆盘及荷重块组成的可动部分总重量为2750±50g 。

二、捣棒与本标准第3.1.2条的规定相同。

第3.3.3条 维勃稠度试验步骤如下:一、将维勃稠度仪置于坚实水平的地面上,润湿容器、坍落度筒、喂料斗内壁及其他用具。

二、将喂料斗转到坍落度筒上方扣紧,校正容器位置,使其轴线与喂料斗轴线重合,然后拧紧固定螺丝。

三、按本标准第3.1.3条第二款的规定装料、捣实。

四、转离喂料斗,垂直提起坍落度筒,应防止钢纤维混凝土试体横向扭动。

五、将透明圆盘转到钢纤维混凝土圆台体上方,放松测杆螺丝,降下圆盘轻轻接触钢纤维混凝土顶面,拧紧定位螺丝。

六、开启震动台,同时用秒表计时。

振动到透明圆盘的底面被水泥浆布满的瞬间,停表计时,并关闭震动台。

秒表读数精确至1s。

第3.3.4条由秒表读出的时间(s)即为钢纤维混凝土拌合物的维勃稠度值。

第四章拌合物质量密度试验第4.0.1条本方法适用于测定钢纤维混凝土拌合物振实后的质量密度。

第4.0.2条测定拌合物质量密度所用设备应符合下列规定:一、容量筒为金属制成的圆筒,两侧装有把手。

对纤维长度不大于40mm的拌合物采用容积为5L的容量筒,其内径与筒高均为186±2mm,筒壁厚为3mm;纤维长度大于40mm时,容量筒的内径与筒高均应大于纤维长度的4倍。

容量筒上缘及内壁应光滑平整,顶面与底面应平行并与圆柱体的轴线垂直。

二、台秤:称量100kg,感量50g。

三、震动台:频率50±3Hz,空载时的振幅为0.5±0.1mm。

四、震槌:重量为1kg的木槌。

第4.0.3条本试验步骤如下:一、把容量筒内外擦净,称出筒重,精确至50g。

二、装料与振实。

1.坍落度不大于50mm的拌合物,用震动台振实。

应一次将拌合物灌到高出容量筒口,装料时用震槌稍加敲振。

振动过程中如拌合物沉落低于筒口,应随时添加,直至表面出浆。

2.坍落度大于50mm的拌合物,用震槌振实。

5L容量筒按1/2高度分层装入拌合物,大于5L容量筒按100mm分层。

震槌沿容量筒侧壁均匀敲振,每层30次。

敲振完毕后,将直径16mm的钢棒垫在筒底,左右交替将容量筒颠击地面各15次。

三、刮去多余的拌合物,并填平表面凹陷部分。

擦净容量筒外壁,称出长江委信息研究中心馆藏钢纤维混凝土拌合物与容量筒总重,精确至50g。

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钢纤维混凝土

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二.钢纤维混凝土拌合物的性能之和易性
④砂率的影响（与普通混凝土类似，但数值有差 异）
砂率的变动会使骨料的空隙率和骨料的总表面
积有明显的改变，因而对拌合料的和易性产生较 大影响。
在水泥浆用量一定的条件下，若砂率过大，则
骨料的总表面积及空隙率增大，拌合料显得干稠， 流动性小。如砂率过小，砂浆量不足，不能在粗 骨料和钢纤维的周围形成足够的砂浆层起润滑作 用，将降低拌合料的流动性，影响拌合料的粘聚 性和保水性，容易造成离析和流浆现象。因此， 砂率既不能过大，也不能过小，常需通过试验确 定最佳砂率。
图6纤维率对坍落度的影响
二.钢纤维混凝土拌合物的性能之和易性
② 水泥浆用量的影响（与普通混凝土类似） 在保持水灰比不变的情况下，单位体积
混凝土拌合料中，如水泥浆用量愈多，拌合 料的流动性愈好，反之较差。
但若水泥浆过多，则在单位体积内骨料 含量相对减少，将会出现流浆及泌水现象， 使拌合料的粘聚性及保水性变差。
① 抗拉强度
混凝土基体受力前后裂缝变化分四个阶段。 即收缩裂缝、裂缝的受力引发、裂缝稳定扩展、 裂缝不稳定扩展四个阶段。
在混凝土基体中掺入钢纤维后，虽然这四个阶 段依然存在，但因钢纤维对混凝土的阻裂效应， 使这四个阶段的特征产生明显变化。其差异幅度 与纤维特性(体积掺量、直径、长径比、品种、 外形等)、混凝土基体特性(组成材料性能、基体 强度等级等)、两者相对含量和纤维－基体的界 面粘结等有关。
二.钢纤维混凝土拌合物的性能之分散均匀性
④搅拌机械和投料方法的影响
试验表明，采用强制式搅拌机比自落式 搅拌机拌合效果好，钢纤维在拌合料中分 布较均匀。若用自落式搅拌机拌合时，钢 纤维往往容易结团，并且在搅拌机的鼓简 壁上粘结许多钢纤维砂浆团块不能自落， 下落较多的则是粗骨料，致使拌合不均匀， 因此拌合时宜选用强制式搅拌机为好。
钢纤维混凝土

钢纤维混凝土

1、二、技术参数、形状、类型说明CECS13:89«钢纤维混凝土试验方法»YB/T151-1999«混凝土用钢纤维»例如：CW 03-35-1000-YB/T151-199三、钢纤维混凝土配合比四、施工技术要求1、水泥标号不得低于425号。

水灰比不得大于0.5。

2、粗骨料粒径长度应不超过钢纤维长度的2/3。

3、钢纤维混凝土的钢纤维体积不应小于0.5%。

一般在0.5-2%内选择。

4、拦制钢纤维混凝土不得采用海水，海砂，严禁掺加氯盐。

5、除上述规定外，钢纤维混凝土所用其他材料，应符合现行规范中关于钢筋混凝土所用原料的规定。

6、钢纤维混凝土的稠度可参考同类工程对普通混凝土所要求的稠度来确定。

其塌落度值可比相应普通混凝土要求值小200mm，其维勃稠度值与相应普通混凝土要求值相同。

7、缩缝为平头缝构造的钢纤维混凝土垫层兼面层在垫层下没有铺灰土等地基加强层并同时符合下列条件时：1、折减前垫层兼面层厚度不大于130mm；2、地基加强层的厚度大于垫层厚度。

其厚度可乘于折减系数0.75，但不得小于50mm。

五、投料要求1、先将钢纤维及粗骨料投入拌和机搅拌30秒，使钢纤维分散在石子中，不致结团。

2、再将砂及水泥投入拌和机干搅拌30秒。

3、再在转动着的搅拌机中加水，并使机子再搅拌3分钟左右。

六、施工注意事项钢纤维混凝土浇筑时，随拌随用，连续浇捣，不到分格缝不得甩施工缝。

浇捣时应振密实。

抹面，压纹。

钢纤维混凝土具有集粗料细，砂率大，纤维乱向分布的特点。

采用机械抹平，阻止纤维外露。

采用压纹器压纹工艺还可以避免拉毛产生纤维外露现象。

经24小时后，应按常规及时养护，夏天应用草包之类覆盖，寒天注意保温。

钢纤维混凝土

钢纤维混凝土

钢纤维混凝土在混凝土拌合物中，掺入适量的钢纤维，可配成一种既可浇筑又可喷射的特种混凝土，这就是钢纤维混凝土。

与普通混凝土相比，钢纤维混凝土抗拉、抗弯强度及耐磨、耐冲击、耐疲劳、韧性和抗裂、抗爆等性能都可得到提高。

因为大量很细的钢纤维均匀地分散在混凝土中，与混凝土接触的面积很大，因而，在所有的方向，都使混凝土的强度得到提高，大大改善了混凝土的各项性能。

1．钢纤维的基本要求（1）钢纤维的强度钢纤维混凝土破坏时，发现往往是钢纤维被拉断，这不是因为钢纤维抗拉强度不足，而是因为其韧性不足造成的。

因此，要提高其韧性。

如果材料通过淬火或其他急冷硬化方法获得，尽管其抗拉强度较高，但质地较脆，在搅拌过程中易被折断，反而会降低强化效果。

因此，只要不是易脆断的钢材，通常强度较高的纤维可满足要求。

一般钢纤维的抗拉强度不得低于380MPa。

当工程有特殊要求时，钢纤维抗拉强度可由需方根据技术与经济条件提出。

（2）钢纤维的尺寸和形状钢纤维的尺寸，主要由强化特性和施工难易性决定。

钢纤维如太粗或太短，其强化特性差，如过细或过长，则在搅拌时容易结团。

为了增强钢纤维同混凝土之间的粘结强度，常采用增大表面积或将纤维表面加工成凹凸形状，按外形可为平直形、波浪形、压痕形、扭曲形、端钩形、大头形等，见图1。

按横截面可为圆形、矩形、月牙形及不规则形等。

图1 钢纤维的外形钢纤维的标称长度指钢纤维两端点之间的直线长度，其尺寸可为15~60mm。

钢纤维截面的直径或等效直径宜在0.3~1.2mm。

钢纤维长径比或标称长径比宜在30~100。

钢纤维混凝土结构对钢纤维几何尺寸参数的要求宜符合表1的规定。

钢纤维几何参数采用范围表1注：钢纤维的等效直径是指非圆形截面换算成圆形截面的直径。

2．钢纤维的种类和特征钢纤维的种类、制造方法及特征见表2。

钢纤维的抗拉强度见表3。

从各类钢纤维对混凝土的增强效果来看，则以切断纤维、冷轧钢板剪切纤维和加工硬度较大的铣削纤维比较好。

混凝土中添加钢纤维标准

混凝土中添加钢纤维标准

混凝土中添加钢纤维标准一、前言随着工程建设技术的不断进步，混凝土材料的性能要求也越来越高。

钢纤维作为一种新型混凝土增强材料，其添加量、形态、尺寸、材质等均需要根据不同的工程用途和性能要求进行具体的标准规定。

本文将从钢纤维的添加量、形态、尺寸、材质、混凝土配合比、混凝土试件制备、混凝土试验等方面进行详细的标准规定，以期为混凝土工程的建设提供参考。

二、添加量1. 一般情况下，钢纤维的添加量应在混凝土总质量的1%~3%之间，具体添加量应根据混凝土的使用要求进行确定。

2. 钢纤维的最大添加量不应超过混凝土总质量的5%。

3. 钢纤维的添加量应根据混凝土的强度等级、使用环境和耐久性要求进行具体的调整。

三、形态1. 钢纤维的形态应为直线型或弯曲型。

2. 直线型钢纤维的截面形状应为圆形、扁圆形或六边形。

3. 弯曲型钢纤维的弯曲半径应不小于钢纤维直径的3倍。

四、尺寸1. 直线型钢纤维的直径应在0.2mm~2.0mm之间。

2. 钢纤维的长度应根据混凝土的厚度和强度等级进行调整，一般长度应在30mm~60mm之间。

3. 弯曲型钢纤维的长度应根据混凝土的厚度和弯曲半径进行调整，一般长度应在30mm~80mm之间。

五、材质1. 钢纤维的材质应为普通碳素钢、合金钢或不锈钢。

2. 钢纤维的拉伸强度应不小于1000MPa。

3. 钢纤维的弹性模量应不小于200GPa。

六、混凝土配合比1. 混凝土配合比应根据工程用途和性能要求进行设计。

2. 钢纤维的添加量应考虑混凝土配合比的调整，以保证混凝土的流动性和均匀性。

七、混凝土试件制备1. 混凝土试件的制备应按照国家标准《普通混凝土试样制作方法》(GB/T 50080-2016)进行操作。

2. 混凝土试件的尺寸应根据钢纤维的长度和直径进行调整，一般尺寸应为150mm×150mm×150mm或100mm×100mm×100mm。

3. 混凝土试件的振实密度应保证在95%以上，以保证试件的强度和性能。