水泥混凝土用回收碳纖維 編制說(shuō)明

1傳統(tǒng)碳纖維綜合性能優(yōu)異，在國(guó)家重點(diǎn)工程或有特殊需求的工程中已有應(yīng)年國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO/TC61/SC13“復(fù)合材料和增強(qiáng)纖維”技術(shù)委員會(huì)第36屆年2會(huì)關(guān)于下達(dá)2022年第三批推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外文版計(jì)劃的通知》（國(guó)標(biāo)委發(fā)【2022】39號(hào)），安排揚(yáng)州大學(xué)，蘇州混凝土水泥制品研究院有限34、“4.1產(chǎn)品分類”中，建議是否可以不用區(qū)分分會(huì)議決定由揚(yáng)州大學(xué)建筑科學(xué)與工程學(xué)院在會(huì)后對(duì)代表們提出的意見(jiàn)和建41、3.1回收碳纖維的定義修改為“經(jīng)過(guò)對(duì)碳纖維、法處理而得到的，切割至一定長(zhǎng)度的短切纖維。代號(hào)RCF?！?、4標(biāo)記進(jìn)行修改為“產(chǎn)品標(biāo)記應(yīng)由產(chǎn)品代號(hào)（RCF）、公稱長(zhǎng)度和標(biāo)準(zhǔn)雙方協(xié)商，生產(chǎn)其他規(guī)格和尺寸。纖維的長(zhǎng)度偏差應(yīng)不大于公稱值的±2mm?！狈只旌虾蠓譃閮傻确?，一份作為試驗(yàn)樣品，一份作為備用樣品?！?、8.4判定規(guī)則修改為“所有項(xiàng)目的試驗(yàn)結(jié)果均符合第6章各項(xiàng)要求時(shí)，則判該批產(chǎn)品合格。否則判批產(chǎn)品不合格”7、附錄A3.3試件制作、養(yǎng)護(hù)及試驗(yàn)所需試件數(shù)量，彎曲韌性比的每批取5進(jìn)一步驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)討論稿進(jìn)行了修改，標(biāo)準(zhǔn)具體編制內(nèi)容根據(jù)GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工本標(biāo)準(zhǔn)共分九章：1.范圍；2.規(guī)范性引用文件；3.術(shù)語(yǔ)和定義；4.3.術(shù)語(yǔ)和定義語(yǔ)。根據(jù)兩次工作會(huì)議的精神，修改了部分術(shù)語(yǔ)6），等級(jí)分為普通型（代號(hào)OS）和加強(qiáng)型（代號(hào)HS）。普通型回收碳纖維的拉通型復(fù)原碳纖維的標(biāo)記為：RCF-Y-OS-12GB/T×××××-202×。本文件包括的產(chǎn)品不應(yīng)對(duì)人體、生物和環(huán)境造成有害的影響，涉及與使用回收碳纖維的性能指標(biāo)對(duì)于摻加回收碳纖維的水泥混凝土性能至關(guān)重要，本標(biāo)準(zhǔn)主要通過(guò)設(shè)置回收碳纖維的性能指標(biāo)要求和加回收碳纖維的水泥混凝土性能指標(biāo)要求來(lái)衡量產(chǎn)品性能指標(biāo)。根據(jù)回收碳纖維的性能和在水泥混凝土的作用，標(biāo)準(zhǔn)制定起草小組對(duì)不同廠家回收碳纖維的性能進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證，并對(duì)各大院校和研究單位對(duì)水泥混凝土用回收碳纖維的試驗(yàn)進(jìn)行了匯總，確定了纖維自身的性能指標(biāo)的5項(xiàng)、纖維摻加到水泥混凝土中的指標(biāo)5項(xiàng)。意圖用最少當(dāng)回收碳纖維的公稱長(zhǎng)度不大于20mm時(shí)，長(zhǎng)度偏差應(yīng)滿足±2mm；當(dāng)回收碳纖維的公稱長(zhǎng)度大于等于20mm時(shí)，長(zhǎng)度偏差應(yīng)不大于公稱值的±10%?；厥仗祭w維性能指標(biāo)與碳含量密切有關(guān)，故標(biāo)準(zhǔn)制定起草小組對(duì)回收碳纖維的基本性能指標(biāo)做出了量化指標(biāo)，特別是碳含量≥90.0%，這樣就可以通過(guò)試回收碳纖維灰分是指碳纖維復(fù)合材料在高溫?zé)峤鉄g后留下的樹(shù)脂等殘留7物，結(jié)合目前試驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，回收碳纖維灰分均≤1.0%。這樣就可以通過(guò)回收碳纖維密度主要受碳纖維復(fù)合材料熱解時(shí)殘留的樹(shù)脂等殘留物含量的影響。結(jié)合目前試驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，回收碳纖維的密度主要維持在1.6～2.0之回收碳纖維含水率是纖維含水重量占纖維重量的百分比，回收碳纖維具有需要通過(guò)含水率試驗(yàn)驗(yàn)證回收碳纖維真實(shí)質(zhì)量。結(jié)合目前試驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，大量文獻(xiàn)和經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證表明，回收碳纖維使用到水泥混凝土中可以減少早期塑性裂縫和提高硬化混凝土的韌性。確定了為抑制水泥混凝土的早期塑性裂縫的出現(xiàn)和開(kāi)展，回收碳纖維的拉伸強(qiáng)度應(yīng)不低于2000MPa，其纖維拉伸強(qiáng)度已經(jīng)遠(yuǎn)高于玄武巖纖維、玻璃纖維，效果更為明顯?；厥仗祭w維雖然強(qiáng)度有所損失，但是依舊有較高的拉伸強(qiáng)度和彈性模量、耐堿性腐蝕優(yōu)秀等特點(diǎn)。目前本標(biāo)準(zhǔn)提供的纖維自身的技術(shù)指標(biāo)是匯總國(guó)內(nèi)外多年來(lái)常用纖維的技術(shù)數(shù)據(jù)以摻加和未摻加回收碳纖維水泥混凝土的性能指標(biāo)比較來(lái)確定數(shù)值的增加或減少。抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、彎曲韌性、抗沖擊性能、早期抗裂這五個(gè)指標(biāo)是目前大家公認(rèn)的纖維增強(qiáng)混凝土的關(guān)鍵性能指標(biāo)，本標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合文獻(xiàn)材料和試驗(yàn)驗(yàn)證的結(jié)果對(duì)此性能加以確定和規(guī)范。這五個(gè)指標(biāo)也與用于水泥混凝土的其他工通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)合目前試驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)可以保持在95%以上，說(shuō)明回收碳纖維能一定程度增強(qiáng)混凝土的抗折強(qiáng)度，提驗(yàn)。各階段的能量吸收值都有一定程度的提升，在適宜的摻量下彎曲韌性比可8少的程度，變化摻量進(jìn)行試驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)：在適宜的摻量下，混凝土裂縫降低規(guī)定的方法測(cè)定，灰分按GB/T26752規(guī)定的方法測(cè)定，密度按GB/T30019規(guī)定的方法測(cè)定，含水率按GB/T9914.1規(guī)定的方法測(cè)定，拉伸強(qiáng)度按附錄A中摻回收碳纖維水泥混凝土性能試驗(yàn)按附錄B的規(guī)定進(jìn)行。附錄B規(guī)定了比99.標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸、貯存及防護(hù)9.1標(biāo)志：回收碳纖維應(yīng)標(biāo)明產(chǎn)品名稱、標(biāo)記，產(chǎn)品凈質(zhì)量，生產(chǎn)日期，生產(chǎn)單位名稱等，如有商標(biāo)應(yīng)在產(chǎn)品包裝上標(biāo)明。包裝包裝內(nèi)應(yīng)附有產(chǎn)品檢驗(yàn)合格9.2包裝：應(yīng)使用帶有排氣孔的塑料袋封裝，每個(gè)包裝中可有多個(gè)獨(dú)立封裝的小包裝，每個(gè)包裝的凈質(zhì)量應(yīng)不少于標(biāo)稱凈質(zhì)量，還應(yīng)標(biāo)明“怕濕”“禁止?jié)L9.3運(yùn)輸：產(chǎn)品應(yīng)用干燥、有篷的交通工具運(yùn)輸9.4貯存：產(chǎn)品應(yīng)存放在干燥、陰涼通風(fēng)的庫(kù)房?jī)?nèi)，遠(yuǎn)離火源和熱源，防潮，丙烯腈基碳纖維》中5.3.4規(guī)定碳含量范圍為91.0%-98.0%的情況，擬定時(shí)進(jìn)行測(cè)試，檢測(cè)數(shù)據(jù)詳見(jiàn)表3。結(jié)合GB/T26752-2020《聚收碳纖維的含水率處于較低狀態(tài)（所有測(cè)試樣品的平均含水率均小于0.5%），考慮到生產(chǎn)過(guò)程中為了降低回收碳纖維的粉塵量可能適當(dāng)提高回收碳纖維含水----按本標(biāo)準(zhǔn)附錄A規(guī)定的方法采用工程纖維強(qiáng)伸度儀對(duì)8種回收碳纖維樣品回收碳纖維拉伸強(qiáng)度相關(guān)規(guī)定(≥2000MPa）是合理的。樣品編號(hào)拉伸強(qiáng)度/MPa43582#34743#35364#28665#30676#27817#2642284350081《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的方法進(jìn)行混凝土的抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)中回收碳纖維混凝土的抗壓強(qiáng)度比(≥95%）的規(guī)定是合理的。編號(hào)抗壓強(qiáng)度比（%）揚(yáng)州大學(xué)浙江工業(yè)大學(xué)1#-6-0.594--9798--93992#-6-0.52#-6-1.5942#-12-0.59795-2#-18-0.59895--3#-6-0.5-3#-6-1.0-3#-6-1.596-3#-12-0.59797953#-18-0.595--4#-6-1.5-4#-12-0.5---4#-18-0.5--注：1#-6-0.5表示試驗(yàn)用碳纖維為1#樣品，長(zhǎng)度6mm，試驗(yàn)摻量為水泥用量的0.5%。表7回收碳纖維混凝土的抗壓強(qiáng)度比（文獻(xiàn)結(jié)果）編號(hào)抗壓強(qiáng)度比（%）參考文獻(xiàn)5-0.5同形態(tài)回收碳纖維水泥基材料力學(xué)與導(dǎo)電性能[J].材料導(dǎo)報(bào),2024,38(9):23010043.5-0.7510-0.7520-0.759697張彤昕.廢棄碳纖維對(duì)混凝土力學(xué)性能與導(dǎo)學(xué),2022.注：5-0.5表示試驗(yàn)用碳纖維長(zhǎng)度5mm，試驗(yàn)摻量為水泥用量的0.5%。按GB/T50081《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的方法進(jìn)行混凝表明回收碳纖維混凝土抗折強(qiáng)度比可以達(dá)到110%以上（見(jiàn)表9）。因此，擬定標(biāo)準(zhǔn)中回收碳纖維混凝土的抗折強(qiáng)度比(≥110%）相關(guān)規(guī)定是合理的。編號(hào)抗折強(qiáng)度比（%）揚(yáng)州大學(xué)浙江工業(yè)大學(xué)中交天津港研院1#-6-0.5-97---2#-6-0.5-2#-6-1.0-2#-6-1.52#-12-0.5--2#-18-0.5-3#-6-0.53#-6-1.0-3#-6-1.53#-12-0.5-----4#-6-0.5-4#-6-1.0-4#-6-1.5-4#-12-0.5----注：1#-6-0.5表示試驗(yàn)用碳纖維為1#樣品，長(zhǎng)度6mm，試驗(yàn)摻量為水泥用量的0.5%。編號(hào)抗折強(qiáng)度比（%）參考文獻(xiàn)5-0.5同形態(tài)回收碳纖維水泥基材料力學(xué)與導(dǎo)電性能[J].材料導(dǎo)報(bào),2024,38(9):23010043.10-0.55-0.7510-0.7520-0.7515-0.8王艷，全志平，張少輝.回收碳纖維對(duì)高強(qiáng)水泥基材料力學(xué)性能與導(dǎo)電性能的影響[J].硅酸鹽學(xué)報(bào),2023,51(5):1332-1343.注：5-0.5表示試驗(yàn)用碳纖維長(zhǎng)度5mm，試驗(yàn)摻量為水泥用量的0.5%。按本標(biāo)準(zhǔn)附錄B規(guī)定的方法進(jìn)行回收碳纖維混凝土的彎曲韌性測(cè)試，檢測(cè)編號(hào)彎曲韌性比（%）2#-6-1.02#-6-1.52022123#-6-0.53#-6-1.03#-6-1.53#-12-0.53#-18-0.54#-6-1.04#-18-0.5258注：1#-6-1.0表示試驗(yàn)用碳纖維為1#樣品，長(zhǎng)度6mm，試驗(yàn)摻量為水泥用量的1.0%。編號(hào)彎曲韌性比（%）參考文獻(xiàn)277張彤昕.廢棄碳纖維對(duì)混凝土力學(xué)性能與導(dǎo)電性能影響研究[D].西安建筑科技大學(xué),2022.255223注：5-1.0表示試驗(yàn)用碳纖維長(zhǎng)度5mm，試驗(yàn)摻量為水泥用量的1.0%。按本標(biāo)準(zhǔn)附錄B規(guī)定的方法測(cè)試了回收碳纖維混凝土的抗沖擊次數(shù)比，檢編號(hào)抗沖擊次數(shù)抗沖擊次數(shù)比JZ—2#-6-1.5201.83#-6-1.54#-6-1.5203.0注：1#-12-1.5表示試驗(yàn)用碳纖維為1#樣品，長(zhǎng)度12mm，試驗(yàn)摻量為水泥用量的1.5%。按本標(biāo)準(zhǔn)附錄B規(guī)定的方法測(cè)試了回收碳纖維混凝土的裂縫降低系數(shù)，檢裂縫總面積顯著降低，裂縫降低系數(shù)大于75%的占到91%以上。因此，擬定標(biāo)編號(hào)裂縫總面積/mm2裂縫降低系數(shù)/%JZ872 1#-6-0.52537121875907891未開(kāi)裂未開(kāi)裂2#-6-0.52#-6-1.061932#-6-1.5未開(kāi)裂未開(kāi)裂2#-12-0.57970922#-18-0.52357352943#-6-0.53#-6-1.03#-6-1.53#-12-0.523573未開(kāi)裂未開(kāi)裂3#-18-0.579964#-6-0.54#-6-1.078914#-6-1.5未開(kāi)裂未開(kāi)裂4#-1