2024水泥混凝土用回收碳纤维

水泥混凝土用回收碳纤维目    次前 言 II范围 1规范性引用文件 1术语和定义 1尺寸、分类和标记 2一般要求 2技术要求 2试验方法 3检验规则 4标志、包装、运输、贮存及防护 5附录A（规范性）回收碳纤维单丝拉伸强度试验方法 6附录B（规范性）掺回收碳纤维混凝土性能试验方法 10IPAGEPAGE12水泥混凝土用回收碳纤维范围本文件适用水泥混凝土用回收碳纤维。规范性引用文件（包括所有的修改单适用于本文件。GB175通用硅酸盐水泥GB/T191包装储运图示标志GB8076混凝土外加剂GB/T9914.11部分：含水率的测定GB/T10685羊毛纤维直径试验方法投影显微镜法GB/T14684建设用砂GB/T14685建设用卵石、碎石GB/T26752聚丙烯腈基碳纤维GB/T30019碳纤维密度的测定GB/T40724碳纤维及其复合材料术语GB/T50081混凝土物理力学性能试验方法标准JC/T896玻璃纤维短切原丝JGJ55普通混凝土配合比设计规程JGJ63混凝土用水标准术语和定义GB/T40724界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1回收碳纤维recycledcarbonfiber经过对碳纤维、预浸料、碳纤维复合材料及碳纤维复合材料制品生产及应用过程中产生的废料进行物理或（和）化学方法处理而得到的，切割至一定长度的短切纤维。代号RCF。[来源：GB/T40724—2021，3.15，有修改]3.2复原碳纤维recoverycarbonfiber由来自于碳纤维生产线和碳纤维织物生产过程中回收的不含固化或未固化的聚合物的废料制成的回收碳纤维（3.1）。3.3循环再生碳纤维reclaimedcarbonfiber由来自于碳纤维预浸料生产过程、碳纤维复合材料生产过程以及报废的碳纤维复合材料制品等含有固化或未固化聚合物的回收废料制成的回收碳纤维（3.1）。3.4纤维掺量dosageoffiber回收碳纤维（3.1）在水泥混凝土中所占的体积百分数或质量百分数。3.5推荐掺量recommendeddosage由回收碳纤维生产或销售单位推荐给用户的纤维掺量（3.4）范围。3.6基准混凝土referenceconcrete同一试验条件下未掺加回收碳纤维的水泥混凝土。3.7受检混凝土testedconcrete同一试验条件下掺加回收碳纤维的水泥混凝土。尺寸、分类和标记尺寸产品公称长度推荐为6mm、12mm、16mm20mm。其他尺寸可由供需双方商定。分类代号Y（M。代号OS（HS3000Mpa以上。标记产品按下列顺序进行标记：产品代号、来源、强度等级、公称长度和文件编号。示例1：公称长度为12mm的普通型复原碳纤维的标记为：RCF-Y-OS-12GB/T×××××－202×示例2：公称长度为6mm的加强型循环再生碳纤维的标记为：RCF-M-HS-6GB/T×××××－202×一般要求本文件包括的产品不应对人体、生物和环境造成有害的影响，涉及与使用有关的安全与环保要求，应符合我国相关标准和规范的规定。技术要求外观色泽应均匀。尺寸偏差当回收碳纤维的公称长度不大于20mm2mm；当回收碳纤维的公称长度大于等于20mm时，长度偏差应不大于公称值的±10%。回收碳纤维的性能回收碳纤维的性能应符合表1的规定。表1 回收碳纤维的性能项目指标普通型（OS）加强型（HS）碳含量≥90.0%灰分≤1.0%密度/(g/cm3)1.8±0.2含水率≤1.0%拉伸强度/MPa2000~3000＞3000掺回收碳纤维混凝土的性能掺回收碳纤维混凝土的性能应符合表2的规定。表2 掺回收碳纤维混凝土的性能项目指标抗压强度比≥95%抗折强度比≥110%弯曲韧性比≥120%抗冲击次数比≥1.5裂缝降低系数≥75%试验方法在正常光照下，距离0.5m，目视。尺寸偏差按JC/T896的规定进行。短切回收碳纤维的性能碳含量按GB/T26752的规定进行。灰分按GB/T26752的规定进行。密度按GB/T30019的规定进行。含水率按GB/T9914.1的规定进行。拉伸强度按附录A的规定进行。掺回收碳纤维混凝土的性能B的规定进行。检验规则检验分类出厂检验检验项目：外观、尺寸偏差、灰分、含水率。型式检验检验项目为第6章要求的全部项目。有下列情况之一时，应进行型式检验：新产品的试制定型鉴定；正式生产后，原材料、工艺有较大改变时；正常生产时，一年至少进行一次；产品停产半年以上恢复生产时；出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时。组批规则抽样规则每批产品应随机抽样，数量为2kg，所抽样品应充分混合后分为两等份，一份作为试验样品，一份作为备用样品。判定规则所有项目的试验结果均符合第6章各项要求时，则判该批产品合格。否则判批产品不合格。标志、包装、运输、贮存及防护标志包装上应贴有标签，内容包括：产品名称、标记；产品净质量；生产日期；生产单位名称。如有商标应在产品包装上标明。包装内应附有产品检验合格证，内容包括：产品名称、标记；执行标准；生产单位名称；生产日期；加盖质量检验专用章。包装应使用带有排气孔的塑料袋封装，外加塑料编织袋或牛皮纸袋、吨包袋、纸箱包装，封装或捆扎应牢固，确保运输和搬动过程中不散包、不破损。特殊包装可由供需双方商定。每个包装中可有多个独立封装的小包装。每个包装中的小包装产品规格应相同。每个包装的净质量应不少于标称净质量。GB/T191运输产品应用干燥、有篷的交通工具运输，严防受潮，避免撞击。贮存防护产品具有优良导电性能，且质轻易漂浮于空气中，在生产、运输、使用过程中应做好电器的防尘防爆，防止因产品飘散造成电器损毁。附录A（规范性）回收碳纤维单丝拉伸强度试验方法范围本方法适用于回收碳纤维的长度不小于12mm的单丝纤维的断裂强力和拉伸强度的测定。长度小于12mm的单丝纤维，则由供应商提供不小于12mm的同质产品进行本项目测试。原理仪器设备主要仪器设备包括：纤维强伸度仪：负荷测量范围：能适应试样最大荷载要求；负荷测量误差：±1%；负荷测量分辨率：0.001N；伸长测量范围：100mm；伸长测量误差：≤0.05mm；伸长测量分辨率：1%；下夹持器2mm～20mm100mm；具备负荷—伸长曲线输出功能或初始模量自动计算功能。100℃，准确度±2℃。试验方法试验条件试样的处理回收碳纤维试样数量不少于30个，并保证得到至少30个有效试样。试样应在提供的样品中用四分法缩分到2g50℃±2℃的烘箱内烘干1h±5min（粘贴片部分的纤维长度应不小于4m5m5mA.维长5mm±1mm。 粘接过程 b)粘接完成后的试样说明：

1—粘贴片；2—单丝型回收碳纤维单丝测试部分；3—粘结剂；4—粘贴片对折线；5—剪切线。

图A.1试样制作图拉伸速度试样的拉伸速度采用2mm/min。名义隔距长度名义隔距长度采用5mm。当量直径回收碳纤维单丝当量直径按照GB/T106851000当量直径变异系数超过25%时该组试验结果无效。变异系数确定按照GB/T10685的规定进行。试验步骤试样以随机抽取30根为一组。选择合适的张力夹，固定好粘贴片两端后，用剪刀沿粘贴片的剪切边剪开，然后进行拉伸试验，拉伸速度为2mm/min，直至试样破坏。在拉伸试验时仔细观察回收碳纤维断裂情况，回收碳纤维断裂的位置在钳口上的数量不应超过10%10%，则回收碳纤维断在钳口上或在夹持器中滑移的试样结果应剔除重测。结果计算平均断裂强力式中：

FFin

…………………（A.1）F——N；i——（N；n——回收碳纤维测试根数。平均当量直径式中：

Dn

…………………（A.2）Di——（mm；D——（mm；n——回收碳纤维测试根数。平均拉伸强度

4FD2

…………………（A.3）式中：σ——收纤平拉强，位兆（MPa；F ——收纤平断强，位牛（N；D——收纤平当直，位毫（mm。用下列公式计算回收碳纤维断裂强力、拉伸强度的标准差和变异系数。(XX(XX)2in1式中：S——标准差；

CS100v X

………………（A.5）Xi——X——测定平均值；n——测定次数；Cv——试验结果的处理如断裂强力、拉伸强度测定值任何一项的变异系数大于30%，则该组试验结果无效，应该重做。试验报告试验报告应包括以下内容：A 样品名称；B 样品数量；C 代表部位；D 试验根数；E 试验条件；F 试验依据；G 强伸仪型号采用的夹持器长度；回收碳纤维的平均断裂强力及变异系数；回收碳纤维的拉伸强度及变异系数。附录B（规范性）掺回收碳纤维混凝土性能试验方法试验环境掺回收碳纤维混凝土性能试验项目应在温度为20℃±5℃的室内进行。材料水泥应符合GB175的规定，宜采用P•O42.5的水泥。砂应符合GB/T14684的规定，宜采用含泥量小于1%的中砂。石应符合GB/T14685的规定，宜采用粒径为5mm～20mm的碎石。水应符合JGJ63的规定。外加剂应符合GB8076的规定。回收碳纤维需要检测的回收碳纤维。试件制备拌合混凝土用原材料应提前运至室内，存放时间不应小于24h；需要模拟施工条件下所用的水泥混凝土，试验室原材料的温度宜保持与施工现场一致。配合比基准混凝土和受检混凝土的配合比按JGJ55进行设计，配合比设计应符合以下规定：混凝土强度等级为C40。使用外加剂及其它混凝土掺合料时，需依据相应标准的要求对混凝土配合比进行调整。回收碳纤维：按受检产品提供的推荐掺量范围。用水量：应使混凝土坍落度保持在180mm±20mm之间。计量、搅拌试验用原材料应称重计量，称量的准确度：水泥、水、外掺料（外加剂和回收碳纤维）为±0.2%，砂、石为±0.5%。采用强制式混凝土搅拌机，拌合量控制在10L～45L之间，保证搅拌均匀，材料投入及搅拌时间方式一般采用：砂、石和水泥先干拌60s；加入水和外加剂后继续搅拌180s，搅拌过程中均匀撒入纤维；纤维加入完成后再搅拌60s；出料后在铁板上用人工翻拌2次～3次再行试验。受检水泥混凝土的搅拌方式按照受检产品说明书提供的搅拌方法进行。试件制作、养护及试验所需试件数量混凝土试件制作、养护按GB/T50081进行，硬化水泥混凝土的标准养护龄期为28d。试验项目及所需数量详见表B.1。表B.1试验项目及所需数量试验项目试验类别试验所需数量拌合批数/批每批取样数目掺回收碳纤维混凝土总取样数目基准混凝土总取样数目抗压强度比硬化混凝土33块9块9块抗折强度比33块9块9块弯曲韧性比16块6块6块抗冲击次数比16块6块6块裂缝降低系数21次2次2次性能试验抗压强度比受检混凝土与基准混凝土的抗压强度按GB/T50081的规定进行试验。混凝土抗压强度比按公式（B.1）计算，结果精确至0.1%：c

fcc1100% （B.1）f式中：αc——混凝土抗压强度比，%；

cc0fcc1——受检混凝土的抗压强度，单位为兆帕（MPa）；fcc0——基准混凝土的抗压强度，单位为兆帕（MPa）。混凝土抗压强度比以三批混凝土抗压强度比的算术平均值表示，结果精确到1%。每批混凝土试件抗压强度值的确定应符合下列规定：取3个试件测值的算术平均值作为该批试件的抗压强度值，应精确至0.1MPa；当3个测值中的最大值或最小值中有一个与中间值的差值超过中间值的15%时，则应把最大抗折强度比受检混凝土与基准混凝土抗折强度按GB/T50081的规定进行试验。混凝土抗折强度比以按公式（B.2）计算，结果精确至0.1%：ff1f式中：αf——混凝土抗折强度比，%；

ff

100% （B.2）ff1——受检混凝土的抗折强度，单位为兆帕（MPa）；ff0——基准混凝土的抗折强度，单位为兆帕（MPa）。混凝土抗折强度比以三批混凝土抗折强度比的算术平均值表示，结果精确到1%。每批混凝土试件抗折强度值的确定应符合下列规定：取3个试件测值的算术平均值作为该批试件的抗折强度值，应精确至0.1MPa；当3个测值中的最大值或最小值中有一个与中间值的差值超过中间值的15%时，则应把最大弯曲韧性比仪器设备仪器主要技术要求如下：位移传感器：量程不小于5mm，精度不低于0.01mm。荷载传感器：量程200kN，精度不低于0.1kN。动态数据采集系统：应能确保实时采集荷载与挠度的数值，采集频率不低于1kHz。夹式引伸仪：量程不小于5mm，精度不低于0.01mm。挠度测量架，包括水平安装的铝板、固定钮、位移传感器触头顶板等。试验装置及测量仪表见图B.1说明：

a)切口梁加载示意图 b）传感器位置示意图1——试件；2——铝板（钢板；3——切口；4——夹式引申仪；——外加荷载，单位为牛顿（N；l——跨度，单位为毫米（m；b——试件宽度，单位为毫米h——试件高度，单位为毫米（m图B.1试验装置及测量仪表简图试件制作当纤维长度不大于40mm100mm×100mm×400mm15mm±1mm40mm150mm×150mm×550mm试件，跨度为500mm，跨中一侧面有预开口，预开口宽度为2mm，深度为25mm±1mm。试验方法进行试件尺寸测量，并作出安装位置和测试仪表位置的标记。将试件无偏心地放置于试验支座上，以试件预开口面作为支撑面。加荷前，试件、加荷装置以及铰支座应充分接触。采用单点加载，作用点距支座距离为二分之一跨度。在试件跨中位置两侧面分别安置位移传感器，以消除加荷时因试件扭转而带来的影响。0.2mm/min。试验应进行至试件跨中挠3mm。1.0mm，以确定试件有效高度和宽度的平均值。若试件在非预开口处断裂，则舍弃该测试结果。试验结果荷载-挠度曲线计算示意如图B.2，试验结果的计算按公式（B.3）～公式（B.7）进行。说明：A——挠度��+0.3mm点；B0～0.05mmC——挠度��+0.65mmD——挠度��+0.65mm点；E——挠度��+2.65mmF——挠度��+2.65mm��0～00mm（N；�——荷载�处对应的挠度值，单位为毫米（m；�——�δ�+03��时的挠度，单位为毫米（m；1——1δ�+065��时的挠度，单位为毫米（m；2——2δ�+265��时的挠度，单位为毫米（m；��——跨中挠度为�A0··m图B.2荷载-挠度曲线计算示意图fL

3FLl2bh2

……………(B.3)式中：

F=D1feq1 0.5F=D2feq2 2.5f =eq1 2bh2f =2leq2 2bh2

……………(B.4)……………(B.5)……………(B.6)……………(B.7)fL——（MP；——（mm；b——（mm；h——（mm；�00.0mm（N；1，q2——跨中挠度为1，2（N；f1，fq2——跨中挠度为1，2（MP；f——跨中挠度为（（在数值上等于ABCD·毫米N·m；f——δ2（δ2=δL+2.65mm）时纤维对混凝土所贡献的能量吸收值（在数值上等于ABCEF所围成的面积），单位为牛·毫米（N·mm）。弯曲韧性比计算混凝土弯曲韧性比按公式（B.8）计算，结果精确至0.1%：D2f1Dw 100% （.8）D2f0式中：αw——混凝土弯曲韧性比，%；D2f1——δ2（δ2=δL+2.65mm）时纤维对混凝土所贡献的能量吸收值，单位为牛·毫米（N·mm）；D2f0——δ2（δ2=δL+2.65mm）时纤维对混凝土所贡献的能量吸收值，单位为牛·毫米（N·mm）。抗冲击次数比仪器设备受检混凝土与基准混凝土抗冲击性能试验所需要的装置如图B.3。装置构成：162mm64mm的挡板与底座牢固焊接;质量为4.5kg的方形钢锤一只，直径为63.5mm的硬质钢球一只;直径(152±1)mm、厚度(63.5±1)mm的专用混凝土试模若干（带底模），1000mm的刻度尺一把。说明：1—平钢板底座，与基础牢固连接；2—与底座牢固焊接的挡板；3—混凝土试件；图B.3 抗冲击性能试验装置示意图试验步骤试件制备及养护：按本附录B.2和B.3的规定分别配制受检混凝土与基准混凝土，用专用试模一次成型六个试件、按GB/T50081的规定进行试件制备及养护，标准养护龄期为28d。试件从养护地点取出后，应擦干净外表面，检查外观有无缺失。B.3质量为4.5kg的方形钢锤从锤中心点到试件上表面垂直距离为600mm的高度自由下落，冲击放在试验结果处理以六块试件测值的算术平均值作为该组试件的破坏冲击次数，平均值计算精确至0.1次。当六个试件的最大值或最小值与平均值的差超过20%时，以中间四个试件的平均值作为该组试件的破坏