纤维增强混凝土抗弯拉强度测定

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关键字：纤维增强混凝土抗弯拉强度测定,北检（北京）检测技术研究院,第三方测试机构
所在栏目：食品检测实验室
发布时间：2025-08-09
信息来源：北检院
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咨询工程师

检测项目

抗弯拉性能检测：

抗弯拉强度(fct,f/MPa)：采用四点弯曲试验，计算破坏时的最大弯拉应力(参照GB/T 50081)
抗弯拉弹性模量(Ec,f/GPa)：通过应力-应变曲线线性段斜率计算，允许偏差±5%
破坏形态：观察纤维拔出、断裂或基体开裂情况，评价纤维增强效果

纤维参数检测：

纤维长度(Lf/mm)：随机抽取50根纤维，用纤维长度分析仪测量(参照GB/T 21120)
纤维直径(df/μm)：采用激光粒度分析仪检测，单根纤维直径偏差≤±10μm
纤维体积率(Vf/%)：通过烘干法计算(Vf=纤维质量/(纤维密度×试件体积))，允许偏差±0.2%

基体性能检测：

混凝土立方体抗压强度(fcu,k/MPa)：采用150mm×150mm×150mm试件，标准养护28d后试验(参照GB/T 50081)
砂浆劈裂抗拉强度(fts/MPa)：采用70.7mm×70.7mm×70.7mm试件，用于评价基体与纤维的粘结基础
水泥初凝时间(t1/h:min)：用维卡仪测定，要求≥45min(参照GB/T 1346)

抗裂性能检测：

早期抗裂面积(A/mm²)：在试件表面绘制网格，测量裂缝长度与宽度乘积之和
裂缝宽度(w/mm)：用裂缝宽度观测仪检测，荷载作用下最大裂缝宽度≤0.1mm(参照JGJ/T 221)
裂缝发展速率(v/mm/h)：记录裂缝从出现到稳定的时间，计算单位时间内裂缝扩展长度

耐久性检测：

抗渗等级(P)：采用逐级加压法，试件底面无渗水时的最大水压力(参照GB/T 50082)
抗冻等级(F)：快速冻融循环后，相对动弹性模量≥60%且质量损失≤5%的循环次数(参照GB/T 50082)
碳化深度(d/mm)：用酚酞试剂喷洒，测量碳化层厚度，要求≤5mm(参照GB/T 50082)

变形性能检测：

干燥收缩率(εsh/10⁻⁶)：采用100mm×100mm×500mm试件，标准养护7d后，测量28d干燥收缩值(参照GB/T 50082)
徐变系数(φ)：在持续弯拉荷载作用下，徐变变形与瞬时变形的比值，允许偏差±10%
温度变形系数(α/10⁻⁶/℃)：测量温度变化10℃时的变形量，用于温度应力计算

界面粘结性能检测：

纤维-基体粘结强度(τ/MPa)：采用单纤维拔出试验，计算拔出力与纤维表面积的比值(参照ASTM C1557)
界面滑移量(s/μm)：用应变片测量纤维拔出过程中界面的相对位移，精度±0.1μm

动态力学性能检测：

冲击抗弯强度(fct,d/MPa)：采用落锤冲击试验，记录破坏时的冲击能量(参照GB/T 50081)
疲劳抗弯拉强度(fct,f/MPa)：在循环荷载(0.1-0.7倍静抗弯拉强度)作用下，经10⁶次循环未破坏的强度值

热工性能检测：

导热系数(λ/W/(m·K))：采用护热平板法，测量稳态导热时的热量传递速率(参照GB/T 10294)
比热容量(c/J/(kg·K))：用差示扫描量热仪(DSC)检测，温度范围20-100℃

环保性能检测：

可溶性重金属含量(Pb/(mg/kg))：采用原子吸收分光光度计检测，要求≤50(参照GB 31893)
挥发性有机化合物(VOC)释放量(mg/m³)：用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)检测，要求≤0.5

检测范围

1. 钢纤维增强混凝土(SFRC)： 涵盖路面板、隧道衬砌用SFRC(钢纤维长度20-60mm，体积率0.5-2.0%)，重点检测纤维分散均匀性与抗弯拉强度提升率(要求≥30%)

2. 聚丙烯纤维增强混凝土(PFRC)： 建筑隔墙、屋面防水用PFRC(聚丙烯纤维直径20-50μm，体积率0.1-0.3%)，侧重早期抗裂性能(早期抗裂面积≤500mm²)与耐久性(抗渗等级≥P8)

3. 玻璃纤维增强混凝土(GFRC)： 装饰构件、幕墙板用GFRC(玻璃纤维长度10-30mm，体积率1.0-3.0%)，关注界面粘结强度(≥1.5MPa)与抗冲击性能(冲击功≥10J)

4. 玄武岩纤维增强混凝土(BFRC)： 桥梁结构、海洋工程用BFRC(玄武岩纤维长度15-45mm，体积率0.3-1.0%)，重点检测耐碱性能(碱液浸泡28d后强度损失≤10%)与动态抗弯拉强度(≥5MPa)

5. 碳纤维增强混凝土(CFRC)： 预应力结构、高强构件用CFRC(碳纤维直径5-10μm，体积率0.5-2.0%)，侧重导电性能(电阻率≤100Ω·m)与疲劳抗弯拉强度(≥8MPa，循环次数10⁶次)

6. 复合纤维增强混凝土(Hybrid FRC)： 地铁盾构管片用钢-聚丙烯复合纤维混凝土(钢纤维体积率1.0%+聚丙烯纤维体积率0.2%)，检测协同增强效果(抗弯拉强度提升率≥40%)

7. 超高性能纤维增强混凝土(UHPFRC)： 高端建筑结构、防护工程用UHPFRC(钢纤维体积率2.0-5.0%，基体抗压强度≥120MPa)，重点检测超高抗弯拉强度(≥15MPa)与韧性指数(≥100)

8. 喷射纤维增强混凝土(SFRC)： 地下工程、边坡支护用喷射纤维混凝土(钢纤维长度25-35mm，体积率1.0-1.5%)，检测施工性(坍落度≥100mm)与早期强度(24h抗弯拉强度≥1.5MPa)

9. 轻骨料纤维增强混凝土(LFRC)： 轻质墙体、大跨度结构用轻骨料纤维混凝土(陶粒密度≤1800kg/m³，纤维体积率0.5-1.0%)，关注密度(≤2000kg/m³)与抗弯拉强度比(抗弯拉强度/抗压强度≥0.12)

10. 自密实纤维增强混凝土(SCCFRC)： 复杂形状构件、装配式建筑用自密实纤维混凝土(纤维长度10-20mm，体积率0.1-0.2%)，检测流动性(扩展度≥600mm)与纤维分散性(纤维团聚率≤5%)

检测方法

国际标准：

ASTM C1609/C1609M-23 纤维增强混凝土抗弯拉性能试验方法(三点弯曲)：加载速率0.005mm/s，试件尺寸150mm×150mm×500mm，净跨距450mm
ISO 13893:2020 纤维混凝土抗弯强度测定：四点弯曲试验，加载点间距100mm，试件尺寸100mm×100mm×400mm，纤维体积率用烘干法计算
BS EN 14651:2005 纤维混凝土试验方法：纤维长度检测采用随机抽样法(样本量≥50根)，纤维直径用显微镜测量(精度±1μm)

国家标准：

GB/T 50081-2019 混凝土物理力学性能试验方法标准：四点弯曲试验，加载速率0.01mm/s，试件尺寸150mm×150mm×550mm，净跨距300mm
JGJ/T 221-2010 纤维混凝土应用技术规程：抗弯拉强度计算公式fct,f=FL/(bh²)，允许偏差±5%
GB/T 21120-2007 水泥混凝土用钢纤维：钢纤维长度检测采用直尺测量(精度±0.5mm)，纤维直径用游标卡尺测量(精度±0.01mm)

(差异说明：ASTM C1609与GB/T 50081的加载方式不同，三点弯曲的应力分布更集中，四点弯曲更均匀；ISO 13893与JGJ/T 221的纤维体积率计算方法不同，烘干法更准确但耗时，称量法更快捷但适用于短纤维；BS EN 14651与GB/T 21120的纤维直径测量工具不同，显微镜更适合细纤维检测)