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本标准规定了活性粉末混凝土的术语和定义,分类、性能等级及标记,原材料,配合比设计,制备与
运输,养护,试验方法,检验规则。
本标准适用于现场浇筑或工厂化预制的活性粉末混凝土。
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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。
GB175 通用硅酸盐水泥
GB/T 1596 用于水泥和混凝土中的粉煤灰
GB 8076 混凝土外加剂
GB/T 18046 用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉
GB/T 21120 水泥混凝土和砂浆用合成纤维
GB/T 26408 混凝土搅拌运输车
GB/T 27690 砂浆和混凝土用硅灰
GB/T 28293 钢铁渣粉
GB/T 50080 普通混凝土拌合物性能试验方法标准
GB/T 50081 普通混凝土力学性能试验方法标准
GB/T 50082 普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准
GB 50119 混凝土外加剂应用技术规范
GB 50164 混凝土质量控制标准
GB 50204 混凝土结构工程施工质量验收规范
JC/T 874 水泥用硅质原料化学分析方法
JGJ 52 普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准
JGJ 63 混凝土用水标准
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
活性粉末混凝土 reactive powder concrete;RPC
以水泥和矿物掺合料等活性粉末材料、细骨料、外加剂、高强度微细钢纤维和/或有机合成纤维、水
等原料生产的超高强增韧混凝土。
GB/T 31387—2015
活性粉末混凝土可分为两类:用于现场浇筑的活性粉末混凝土(代号为 RC)
和用于工厂化预制制
品的活性粉末混凝土(代号为 RP)。
4.2.1 活性粉末混凝土的力学性能等级应符合表1的规定。
表 1 活性粉末混凝土力学性能等级
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4.2.2 活性粉末混凝土的耐久性能应符合表2的规定。
表 2 活性粉末混凝土的耐久性能
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4.3.1 活性粉末混凝土应按下列顺序标记:
a) 力学性能等级代号;
b) 制品或现浇品代号;
c) 本标准号。
4.3.2 标记示例如下: 示例1:
用于混凝土制品生产的活性粉末混凝土,力学性能等级为 RPC140,标记为:
RPC140-RP-GB/T 31387
示例2:
现场浇筑用的活性粉末混凝土,力学性能等级为 RPC100,标记为:
RPC100-RC-GB/T 31387
GB/T 31387—2015
5.1.1 水泥应符合 GB175 的规定。宜采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。
5.1.2 粉煤灰应符合 GB/T 1596 的规定,粒化高炉矿渣粉应符合 GB/T 18046
的规定,硅灰应符合 GB/T 27690 的规定,钢铁渣粉应符合 GB/T 28293
的规定。宜采用I 级粉煤灰、S95 及以上等级的粒 化高炉矿渣粉和G85
及以上等级的钢铁渣粉。当采用其他矿物掺合料时,应通过试验进行验证,确定
活性粉末混凝土性能满足工程应用要求后方可使用。
5.2.1 RPC120
以上等级的活性粉末混凝土所用骨料宜为单粒级石英砂和石英粉,性能指标应符合
表3的规定。石英砂应分为粗粒径砂(1.25 mm~0.63 mm)、中粒径砂(0.63
mm~0.315 mm)和细粒径 砂(0.315 mm~0.16
mm)三个粒级。不同粒级石英砂的超粒径颗粒含量限制值应符合表4的规定。
石英粉中公称粒径小于0.16 mm 的颗粒的比例应大于95%。
表 3 石英砂和石英粉的技术指标
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表 4 不同粒级石英砂的超粒径颗粒含量 %
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1.25 mm~0.63 mm粒级 | 0.63 mm~0.315 mm粒级 | 0.315 mm~0.16 mm粒级 | |||
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5.2.2 石英砂和石英粉的筛分试验应符合JGJ52
的规定;石英砂和石英粉的二氧化硅含量检验应符合 JC/T874
的规定;石英砂和石英粉的氯离子含量、硫化物及硫酸盐含量、云母含量检验方法应符合JGJ
52 的规定。
5.2.3 RPC120
及以下等级的活性粉末混凝土可选用级配Ⅱ区的中砂。砂中公称粒径大于5 mm 的
颗
粒含量应小于1%。天然砂的含泥量、泥块含量应符合表5的要求;人工砂的亚甲蓝试验结果(MB
值 ) 应小于1.4,石粉含量应符合表6的要求。砂的性能应符合JGJ52 的规定。
表 5 天然砂的含泥量和泥块含量
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GB/T 31387—2015
表 6 人工砂的石粉含量
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5.3.1 减水剂应符合 GB 8076 和 GB 50119
的规定。宜选用高性能减水剂,减水剂的减水率宜大 于 3 0 % 。
5.3.2
掺用改善活性粉末混凝土性能的其他外加剂时,其性能应符合国家现行相关标准的规定,且应
通过试验确认活性粉末混凝土性能满足工程应用要求。
5.4.1
钢纤维应采用高强度微细纤维,其性能指标应符合表7的规定。钢纤维的性能检验应符合附录
A
的规定。
表 7 钢纤维的性能指标
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5.4.2 活性粉末混凝土中掺加的有机合成纤维应符合 GB/T 21120
的规定,并通过试验确认活性粉末
混凝土性能达到本标准的要求和设计要求。
拌合用水应符合 JGJ 63 的规定。
6.1.1
活性粉末混凝土配合比设计应考虑结构形式特点、施工工艺以及环境作用等因素。应根据混凝
土工作性能、强度、耐久性以及其他必要性能要求计算初始配合比。设计配合比应经试配、调整,得出满
足工作性要求的基准配合比,并经强度等技术指标复核后确定。
6.1.2 活性粉末混凝土配合比设计宜采用绝对体积法。
6.1.3
当需要改善活性粉末混凝土的密实性时,宜增加粉体材料用量;当需要改善拌合物的黏聚性和
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流动性时,宜调整减水剂的掺量。
6.2.1 活性粉末混凝土的配制强度应按式(1)计算:
fe.o≥1. 1fuk ………………………… (1)
式中:
fca 活性粉末混凝土的配制强度,单位为兆帕(MPa);
f….k—
要求的活性粉末混凝土的力学性能等级对应的立方体抗压强度等级值,单位为
兆帕(MPa)。
6.2.2
活性粉末混凝土的水胶比、胶凝材料用量和钢纤维掺量宜符合表8的规定。掺加有机合成纤维
时,其掺量不宜大于1.5 kg/m³。
表 8 活性粉末混凝土的水胶比、胶凝材料用量和钢纤维掺量
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6.2.3
硅灰用量不宜小于胶凝材料用量的10%,水泥用量不宜小于胶凝材料用量的50%。
6.2.4
骨料体积的计算应为混凝土总体积减去水、胶凝材料和钢纤维的体积,以及含气量得到。骨料
的总用量应由骨料体积乘以骨料的密度得到。
6.2.5
骨料各个粒级的相对比例宜遵循最密实堆积理论,并经过试配,确认拌合物的工作性满足要求
后确定。必要时可掺加适量石英粉,改善硬化混凝土的密实性。
6.2.6 活性粉末混凝土试配、配合比调整与确定应符合下列规定:
a)
活性粉末混凝土试配时应采用工程实际使用的原材料,每盘混凝土的最小搅拌量不宜小于
b)
试配时,首先应进行试拌,检查拌合物工作性。当试拌所得拌合物的工作性不能满足要求时,
应在水胶比不变、胶凝材料用量和外加剂用量合理的原则下,调整胶凝材料用量、外加剂用量
或不同粒级砂的体积分数等,直到符合要求为止。根据试拌结果提出活性粉末混凝土强度试
验用的基准配合比;
c)
活性粉末混凝土强度试验时应至少采用3个不同的配合比。当采用不同的配合比时,其中一
个应为6.2.6中
b)确定的基准配合比,另外两个配合比的水胶比宜较基准配合比分别增加和
减少0.01;用水量与基准配合比相同,砂的体积分数可分别增加和减少1%;
d)
制作活性粉末混凝土强度试件时,应验证拌合物工作性能是否达到设计要求,并以该结果代表
相应配合比的活性粉末混凝土拌合物性能指标;
e)
活性粉末混凝土强度试验时每种配合比应至少制作一组(3块)试件,按规定的条件养护到要
求的龄期试压。如有耐久性要求时,还应制作相应的试件并检测相应的指标;
f) 根据试配结果对基准配合比进行调整,确定的配合比为设计配合比;
g) 对于应用条件特殊的工程,宜对确定的设计配合比进行模拟试验。
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7.1.1 活性粉末混凝土可采用集中搅拌或现场搅拌方式生产。
7.1.2
活性粉末混凝土可在工厂将各种干燥的固体原料预拌为固态混合物,运输到施工现场,加水与
液体组分拌制成拌合物。预拌与运输应保证混合物不离析。
7.1.3
活性粉末混凝土的搅拌、运输、浇筑及构件静停应在10℃以上的环境中完成。
7.2.1
水泥应按品种、强度等级和生产厂家分别标识和贮存。贮存的水泥用于生产时的温度不宜高于
60℃。不得使用受潮、结块及污染的水泥。不应使用贮存期超过3个月的水泥。
7.2.2
粒状骨料堆场应为能排水的硬质地面,并应有防尘和遮雨设施。石英粉应分别标识和贮存,并
应防潮、防雨。不同品种、规格的骨料应分别贮存,避免混杂或污染。
7.2.3
外加剂应按品种和生产厂家分别标识和贮存。粉状外加剂应防止受潮结块,如有结块,应进行
检验,合格者应经粉碎至全部通过600μm
筛孔后方可使用。液态外加剂应贮存在密闭容器内,并应防
晒和防冻。如有沉淀等异常现象,应经检验合格后方可使用。
7.2.4
矿物掺合料应按品种、质量等级和产地分别标识和贮存,不应与水泥等其他粉状料混杂,并应防
潮、防雨。
7.2.5 纤维应按品种、规格和生产厂家分别标识和贮存,并应防潮、防锈。
7.3.1 固体原材料应按质量计量,水和液体外加剂可按体积计量。
7.3.2
原材料计量应采用电子计量设备。计量设备应具有法定计量部门签发的有效检定证书,并应定
期校验。混凝土生产单位每月应至少自检一次。每一工作班开始前,应对计量设备进行零点校准。
7.3.3 原材料的计量允许偏差不应大于表9规定的范围,并应每班检查1次。
表 9 混凝土原材料计量允许偏差
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7.4.1 活性粉末混凝土搅拌应使用强制式搅拌机。
7.4.2
搅拌应保证活性粉末混凝土拌合物质量均匀;同一盘混凝土的匀质性应符合 GB
50164 的规定。
7.4.3
搅拌时的投料顺序宜为骨料、钢纤维、水泥、矿物掺合料,干料先预搅拌4 min,
加水和外加剂后 再搅拌4 min
以上;或投入固态混合物,加水和外加剂后再搅拌4 min
以上。混凝土搅拌机的下料装置 上应有防止钢纤维结团的装置。
7.4.4
活性粉末混凝土拌合物的出机工作性应根据施工方式与运输距离而定。
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7.5.1 混凝土搅拌运输车应符合GB/T 26408
的规定。对于寒冷、严寒或炎热的气候情况,混凝土搅拌
运输车的搅拌罐应有保温或隔热措施。运输车在运输时应保证活性粉末混凝土拌合物均匀并不产生分
层、离析。翻斗车应仅限用于运送坍落度小于80 mm 的活性粉末混凝土拌合物。
7.5.2
混凝土搅拌运输车在装料前应将搅拌罐内积水排尽,装料后严禁向搅拌罐内的活性粉末混凝土
加水。
7.5.3
活性粉末混凝土拌合物从搅拌机卸入搅拌运输车至卸料时的时间不宜长于90 min,
如需延长运
送时间,应采取有效技术措施,并通过试验验证。当采用翻斗车运输时,运输时间不宜长于45
min。 活 性粉末混凝土拌合物的运输应保证混凝土浇筑的连续性。
7.5.4 RC 类活性粉末混凝土应采用分层浇筑,每层的厚度不应大于300 mm,
层间不应出现冷缝。
7.5.5 RP
类活性粉末混凝土应采用平板振捣器或模外振捣器振捣成型。浇筑和成型过程中应保证活
性粉末混凝土密实、纤维分布均匀以及构件的整体性,避免出现拌合物离析、分层以及纤维裸露出构件
表面。
7.5.6
在浇筑活性粉末混凝土过程中,应随机抽样制作同条件试件。同条件试件应在与结构或构件相
同的环境条件中成型与养护。
8.1 RC 类活性粉末混凝土的养护制度
浇筑完成后,应尽早覆盖,保湿养护7 d 以上。 RC
类活性粉末混凝土在同条件养护试件的抗压强 度达到20 MPa
后拆模。养护时环境平均气温宜高于10℃,当环境平均气温低于10℃或最低气温低
于5℃时,应按冬季施工过程处理,采取保温措施。
8.2 RP 类活性粉末混凝土的养护制度
成型后应进行蒸汽养护,养护过程分为两种方式:
a) 静停、初养、终养及自然养护;
b) 静停、升温养护及自然养护。蒸汽养护温度控制宜采用自动控制系统。
8.2.1.1 静停
RP
类活性粉末混凝土成型后应进行静停。静停时的环境温度应在10℃以上、相对湿度60%以
上,静停时间不应少于6 h。
8.2.1.2 初养
静停完毕的活性粉末混凝土构件应进行蒸汽养护,升温速度不应大于12℃/h,升温至40℃后,保
持恒温(40℃±3℃)24 h 或直至同条件养护试件的抗压强度达到40 MPa。
再以不超过15℃/h 的降
温速度降至构件表面温度与环境温度之差不大于20℃的温度范围内。初养过程的环境相对湿度应保
持在70%以上。
8.2.1.3 拆模
活性粉末混凝土构件应在初养结束后拆模。拆模时构件表面温度与环境温度之差不应大于20℃。
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8.2.1.4 终养
拆模后的活性粉末混凝土构件应再次进行蒸汽养护,升温速度不应大于12℃/h,升温至70℃后,保
持恒温(70℃±5℃)48 h
以上,或直至同条件养护试件的抗压强度达到设计值。再以不超过15℃/h 的
降温速度降至构件表面温度与环境温度之差不大于20℃的温度范围内,并控制降温过程中混凝土表面
不应快速出现裂缝(纹)。养护结束后,撤除保温设施。终养过程的环境相对湿度应保持在95%以上。
8.2.1.5 自然养护
活性粉末混凝土构件终养结束后应进行自然养护,自然养护时的环境平均气温宜高于10℃,构件
表面应保持湿润不少于7d。
当环境平均气温低于10℃或最低气温低于5℃时,应按冬期施工处理,采
取保温措施。
8.2.2.1 静停
8.2.1.1 相同。
8.2.2.2 升温养护
静停完毕的活性粉末混凝土构件应进行蒸汽养护,升温速度不应大于12℃/h,升温至70℃后,保
持恒温(70℃±5℃)72 h
或直至同条件养护试件的抗压强度达到设计值。再以不超过15℃/h 的降温
速度降至构件表面温度与环境温度之差不大于20℃的温度范围内。升温养护过程的环境相对湿度应
保持在95%以上。升温养护结束后可拆模。拆模时构件表面温度与环境温度之差不应大于20℃。
8.2.2.3 自然养护
8.2.1.5 相同。
9.1 活性粉末混凝土拌合物的取样应符合下列规定:
a) 活性粉末混凝土工程施工中的取样应符合 GB 50204 的有关规定;
b)
浇筑成型的活性粉末混凝土施工现场拌合物取样应从同一次搅拌或同一车运送的活性粉末混
凝土中取出,取样量不应小于试样需要量的1.5倍,且不宜小于20 L。
9.2
活性粉末混凝土试件的制作时,应将拌合物一次性装入试模,并略高出试模上口。在振动台上振
动30 s
或持续到活性粉末混凝土拌合物表面出浆为止,刮去多余的拌合物并用抹刀抹平。棱柱体及小
梁试件应采用卧式成型,小梁试件应首先在试模中部装料。
9.3 活性粉末混凝土的力学性能的试验应符合GB/T
50081的规定,并应符合下列规定:
a) 抗压强度试验应采用100 mm×100 mm×100 mm 立方体试件,加载速率应为1.2
MPa/s~
b) 抗折强度试验应采用100 mm×100 mm×400 mm棱柱体试件,加载速率应为0.08
MPa/s~ 0.1 MPa/s;
c) 弹性模量试验应采用100 mm×100 mm×300 mm 棱柱体试件,加载速率应为1.2
MPa/s~
d) 抗压强度与抗折强度试验值均不应乘以尺寸换算系数。
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9.4 活性粉末混凝土拌合物的坍落度、扩展度、含气量和表观密度的试验应符合
GB/T 50080 的规定。
9.5 活性粉末混凝土的长期性能和耐久性能的试验应符合 GB/T 50082 的规定。
9.6 其他检验项目的试验方法应符合国家现行有关标准的规定。
10.1.1
活性粉末混凝土质量检验分为出厂检验和交货检验。出厂检验的取样和试验工作应由供方承
担;交货检验的取样和试验工作应由需方承担,当需方不具备试验与人员的技术资质时,供需双方可协
商确定和委托有检验资质的单位承担。
10.1.2
交货检验检测活性粉末混凝土的立方体抗压强度和棱柱体抗折强度。试验结果应在试验检验
龄期后5个工作日内或协议约定的时间内书面通知供方。
10.1.3 活性粉末混凝土质量验收应以交货检验结果作为依据。
10.2.1 活性粉末混凝土的性能应分批进行检验评定。
一个检验批的混凝土应由力学性能等级相同、
试验龄期相同、生产工艺条件和配合比基本相同的混凝土组成。
10.2.2 活性粉末混凝土的抗压强度与抗折强度每50 m³ 检验一次。批量不到50
m³, 按50 m³ 计算。
每班次应至少检验一次,每次检验应至少留置两组试件。试件应在浇筑地点随机取样制作。
10.2.3
活性粉末混凝土的弹性模量、电通量、抗渗性、抗冻性、抗硫酸盐侵蚀性等,在确定施工配合比
时,应使用实际生产所用原材料,在实验室内拌制混凝土,制作试样,按设计要求的性能项目检验一组。
在原材料或配合比发生重大变化时应再次检验上述项目。
10.2.4 RP 类活性粉末混凝土试件应采用8.2.2规定的条件养护,在成型后7 d
时进行试验。 RC 类活
性粉末混凝土应采用标准条件(环境温度20℃±2℃,相对湿度大于95%)养护的试件,在成型后28
d 时进行试验。
活性粉末混凝土的力学性能检验结果符合表1规定者为合格,对活性粉末混凝土有耐久性要求时,
其检验结果符合表2规定者为合格。
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(规范性附录)
活性粉末混凝土用钢纤维性能检验方法
A.1 钢纤维形状与尺寸检验
A.1.1 钢纤维形状合格率的检验
每批次钢纤维中应用感量0.1 g 的天平称取1000 g
钢纤维,从中随机取50根钢纤维,肉眼逐根检
查其形状。记录钢纤维形状呈弯曲和其他形状等的纤维根数 Nr。
钢纤维形状合格率应按式(A. 1) 计算,计算结果精确至0.1%。
style="width:2.43347in;height:0.62018in" />
式中:
P:- 形状合格率,%;
N,— 形状不符合要求的纤维根数,单位为根。
……… ……… (A.1)
A.1.2 钢纤维长度和直径合格率的检验
每批次钢纤维中应用感量0.1 g 的天平称取1000 g,
从中随机取50根钢纤维,用游标卡尺(分辨率
0.01mm) 逐根测量其长度,用千分尺(分辨率0.001 mm)
测量其直径。记录长度不在12 mm~16 mm
范围内的钢纤维根数,以及直径不在0.18 mm~0.22 mm 范围内的钢纤维根数。
钢纤维长度和直径合格率应按式(A.2) 和式(A.3) 计算,计算结果精确至0.1%。
style="width:2.44008in;height:0.61996in" /> … … … … … … … … …(A.2)
style="width:2.50663in;height:0.62656in" /> … … … … … … … … … …(A.3)
式中:
P₁— 长度合格率,%;
N₁—— 长度不在12 mm~16 mm 范围内的钢纤维根数,单位为根;
Pa—— 直径合格率,%;
Na— 直径不在0.18 mm~0.22mm 范围内的钢纤维根数,单位为根。
A.2 杂质含量检验
每批次钢纤维中应用感量0.01 g 的天平称取500 g
钢纤维两份,分别对每份样品用肉眼观察钢纤
维的表面是否污染。用人工挑拣出粘连的钢纤维束、锈蚀钢纤维以及其他杂质,并用感量0.01
g 的 天
平称重。杂质含量应按式(A.4)
计算,计算结果精确至0.1%。两次结果的平均值作为评定结果。
式中:
—
——
杂质含量,%;
杂质质量,单位为克(g)。
style="width:1.82003in;height:0.54574in" />
………………
…… (A.4)
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A.3 抗拉强度试验
A.3. 1 钢纤维抗拉强度应采用切断前的钢丝进行试验。每批次钢纤维应随机取600
mm 长的钢丝
A.3.2 采用分辨率为0.001 mm
千分尺,应在试样的断面相互垂直方向测量试样的截面直径,取平均值
计算圆形钢纤维的截面积A (单位为 mm²), 计算时应保留到小数点后4位。
A.3.3 极 限 拉 伸 荷 载 Px 应 采 用 量 程 为 1 0 0 N~200N
的电子拉力试验机,加载速度应为
(1±0.2)mm/min。
A.3.4 钢纤维的抗拉强度应按式(A.5) 计算
style="width:1.21335in;height:0.61336in" /> … … … … … … … … …(A.5)
式中:
f。— 钢纤维抗拉强度,单位为兆帕(MPa);
Pmx—— 钢纤维极限拉伸荷载,单位为牛顿(N);
A —— 钢纤维截面面积,单位为平方毫米(mm²)。
A.3.5 5 根试样抗拉强度测定值的算术平均值应作为评定结果,精确至0.1 MPa 。
如5个测定值中有
一个超出平均值的±10%,应剔除该值,再以剩下4个测定值的平均值作为抗拉强度评定结果。如果这
4个测定值中再有超过它们的平均值士10%的,则该组试验结果作废。单根试样的抗拉强度不应低于
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