ICS 83.120 CCS Q 23 DB32 江苏省 地 方 标 准 DB32/T 4218 2022 桥梁缆索 用 碳纤维 增强复合 材料筋 通用技术 条件 General specification of carbon fiber reinforced polymer bars for bridge cables 2022-03-18 发布 2022-04-18 实施 江 苏 省 市 场 监 督 管 理 局 发布 DB32/T 4218-2022 目 次 前言.I 1 范围.1 2 规范 性引 用文 件.1 3 术语 和定 义.1 4 分类 和规 格.2 5 原材 料.2 6 技术 要求.2 7 试验 方法.3 附 录 A（规 范性）碳 纤维增 强复 合材 料筋 拉伸 疲劳测 试方 法.5 参考文 献.6 DB32/T 4218-2022 I 前 言 本 文件 按照GB/T 1.1 2020 标 准化 工作 导则 第1 部 分：标 准化 文件 的结 构和 起草规 则 的规定 起草。请注意 本文 件的 某些 内容 可能涉 及专 利。本文 件的 发布机 构不 承担 识别 专利 的责任。本 文件 由无 锡市 市场 监督 管理局 提出。本 文件 由江 苏省 市场 监 督 管理局 归口。本文件 起草 单位：法 尔胜 泓昇集 团有 限公 司、江苏 法尔胜 纤维 材料 科技 有限 公司、东南 大学、华 设设计集 团股 份有 限公 司、东南大 学建 筑设 计研 究院 有限公 司、江 阴市 交通 运 输局、中 复神 鹰碳 纤维 股 份有限公 司、江苏 中设 集团 股份有 限公 司、陶氏 化学（中国）投 资有 限公 司。本文件 主要起 草人：朱元 林、刘 礼华、赵军、戴捷、张继 文、黄 盛彬、傅士 才、李 秉南、朱建 龙、陈凤军、周彦 锋、王志刚、何初 生、沈 建钢、朱维 军、曹 伟星、李韦、郭昆 朋、樊 秋杨、费梁、夏至、杨玉才、吴 树文、陈 爱华。DB32/T 4218-2022 1 桥 梁缆索 用碳纤维 增强 复 合材料筋 通用技 术 条件 1 范围 本文件 规定 了 桥 梁缆 索用 碳纤维 增强 复合 材料 筋 的 分类和 规格、原 材料、技 术要求 和试 验方 法。本文件 适用 于 桥 梁缆 索中 使用的 碳纤 维增 强复 合材 料筋。2 规范性 引用 文件 下列文 件中 的内 容通 过文 中的规 范性 引用 而构 成本 文件必 不可 少的 条款。其 中，注日 期的 引用 文件，仅该日 期对 应的 版本 适用 于本文 件；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。GB/T 21839 预应 力混 凝 土用钢 材试 验方 法 GB/T 22567 2008 电 气 绝缘材 料 测定 玻璃 化转 变 温度的 试验 方法 GB/T 26752 聚丙 烯腈 基 碳纤维 GB/T 30022 纤维 增强 复 合材料 筋基 本力 学性 能试 验方法 3 术语和 定义 下列术 语和 定义 适用 于本 文件。3.1 碳纤维 增强 复合 材料 筋 carbon fiber reinforced polymer bars 用连续 碳纤 维 作 为增 强材 料，与 树脂 基体 采用 适当 的 成型工 艺 所 形成 的棒 状碳 纤维增强 复 合材 料 制品。3.2 强度级别 strength grade 碳纤维 增强 复合 材料 筋按其 拉伸 强度 分为“1”、“2”两 种强 度级别。3.3 玻璃化 转变 温度 glass transition temperature，发生玻 璃化 转变 的温 度范 围内的 中点 处的 温度。注：通 过观察 某些 特定的 电气、力学、热学 或其他 物理性 能发生 明显 变化时 的温度,可以 很容 易 地测定玻 璃化 转变。另 外，由于观 察时 所选 取的 性能 及试验 技术 细节（例 如加 热速率、试验频率等），观察 到的 这个 温度可 能会 有明 显差 异。因此，观察 到的 应 认 为是 一种近 似值，且 仅对某一 具体 技术 及试 验条 件有效。来源：GB/T 22567 2008，2.2 3.4 差示扫 描量 热法 differential scanning calorimetry，DSC DB32/T 4218-2022 2 当被试 材料 与参 比物 处于 程序控 制温 度时，测 量输 至 被试材 料及 参比 物的 能量 差与温 度关 系的 技 术。记录的 数据 即为 差示 扫描 量热曲 线，即DSC 曲 线。注：本 试验 记录 为差 示扫 描量热 或DSC 曲线。来源：GB/T 22567 2008，2.3 4 分类和 规格 4.1 分类 碳纤维 增强 复合 材料 筋按 表面状 态 分 为光 筋（P）、螺纹筋（S）。4.2 规格 碳纤维 增强 复合 材料 筋按 公称 直 径可 分 为 5.00 mm、6.00 mm、7.00 mm、8.00 mm 等规格。5 原材料 5.1 碳纤维 制造碳 纤维 增强 复合 材料 筋采用 的碳 纤维 应符 合 GB/T 26752 的 规定。5.2 树脂 制造碳 纤维 增强 复合 材料 筋应采 用 与 碳纤 维良 好匹 配的树 脂，应 选用 环氧 树 脂、乙烯 基酯 树脂、聚氨酯树 脂。6 技术要 求 6.1 外观 碳纤维 增强 复合 材料 筋表 面应无 纤维 外露、无 毛刺，不应 有断 丝、裂纹 等质 量缺陷；无 树脂 瘤 附 着在碳纤 维增 强复 合材 料筋 表面。碳 纤维 增强 复合 材 料筋 长 度方 向不 应呈 波浪 形，不 应 存在 弯折、扭曲 现象。6.2 直径偏 差 碳纤维 增强 复合 材料 筋 公 称直径 允许 偏差 应符 合 表1 规定。表 1 允许 偏差 单位为 毫米 公称直径 允许偏差 5.00 6.00 7.00 8.00 0.50 6.3 伸直性 能 6.3.1 碳纤维 增强 复合 材料 筋 的 自然矢 高：弦长 1 m 的碳 纤维增 强复 合材 料筋，其 弦与弧 的最 大自 然矢高应 不大 于 20 mm。DB32/T 4218-2022 3 6.3.2 碳纤维 增强 复合 材料 筋 的 自由翘 头高 度：5 m 长的 碳纤维 增强 复合 材料 筋，自然放 置于 光滑 平整的地 面上，一 端接 触地 面，翘 起的 一端 离地 面高度 应不大 于 100 mm。6.4 玻璃化 转变 温度 碳纤维 增强 复合 材料 筋的 玻璃化 转变 温度 应不 低 于 100。6.5 拉伸性 能 碳纤维 增强 复合 材料 筋 的 拉伸性 能 应 符合 表2 的规 定。表2 碳纤 维增 强复 合材 料 筋 的拉 伸性 能 强度级别 标准抗拉强度 MPa 弹性模量 GPa 断裂伸长率%1 2100 120 1.3 2 2400 160 1.5 6.6 疲劳性 能 碳纤维 增强 复合 材料 筋 应 能够承 受 200 万次 0.45（0.45-2）的 载荷后 而 不断裂，其中=450（1）式中：碳纤 维增 强复 合材 料 筋 的公 称极 限拉 力，单位 为牛顿（N）；碳纤 维增 强复 合材 料 筋 的强 度级 别，单位 为兆 帕（MPa）；碳纤 维增 强复 合材 料 筋 的承 载截 面 面 积，采用 公称直 径计 算，单位 为平 方毫米（mm2）；2 脉 动应 力幅 的载 荷 值，单 位为 牛顿（N）。6.7 应力松 弛性 能 6.7.1 碳纤维 增强 复合 材料 筋在 初始加 载 为 0.7 的载 荷条 件下，经 过 1000 h 的松 弛 试验后，碳纤 维增强复 合材 料筋 松弛 率2.5%。6.7.2 供方在 保 证 1000 h 松弛 性 能合格 的基 础上 可用 不少于 120 h 的测 试数 据推 算 1000 h 的 松弛 值。7 试验方 法 7.1 外观 在正常 光照 度下 进行 目测。7.2 直径偏差 直径测 量采 用精度 0.02 mm 的游标卡尺，任 意取 3 个位置 测量，同 一位 置相 互垂直 的两 个方 向 上均测量，取 平均 值。对于 带肋的 螺纹 筋，应测 其非 肋截面。DB32/T 4218-2022 4 7.3 伸直性 能 采用最 小分 度值为 1 mm 的量具 测量 碳纤 维增 强复 合材料 筋 的 伸直 性能。7.4 玻璃化 转变 温度 采 用差 示扫 描量 热法，按 GB/T 22567 规定 的 方法 进 行 测定。7.5 拉伸性 能 碳纤维 增强 复合 材料 筋 的 拉伸性 能试 验 按 GB/T 30022 规 定的 方法 进行，其 中 碳纤维 增强 复合 材料筋的有 效承 载截 面面积 通过 公称 直 径 计算 得到。7.6 疲劳性 能 碳纤维 增强 复合 材料 筋 的 疲劳性 能试 验按 附 录 A 的 规定进 行。7.7 应力松 弛性 能 碳纤维 增强 复合 材料 筋 的 松弛试 验应 按以 下规 定进 行：a)碳纤 维增强复 合材料筋 的松弛 试件两端 带有粘结型锚具。锚具能 将荷载传递至中 间筋材部 分，锚具只 传递 拉力 而不 传递 扭矩和 弯矩 的作 用；b)试验标 距 应 不小 于 碳 纤维 增强复 合材 料筋 公称 直径 的 60 倍，如果 该标 距超 过引伸 仪或 试 验 机能力，可用 最小 长度 为 碳 纤维增 强复 合材 料筋 公称 直径 40 倍 标距 代替；c)持续时 间 1000 h，在保 证 型式试 验 1000 h 松 弛合 格 基础上，也可 采用 至 少 120 h 较短 期限 试验数据，推 算 1000 h 松弛 值；d)其他要求按 GB/T 21839 的 规定进 行。DB32/T 4218-2022 5 附 录 A（规范 性）碳纤维 增强 复合 材料 筋 拉 伸疲劳 测试 方法 A.1 试 验原 理 使 碳纤 维增 强复 合材 料筋 试件承 受两 种荷载（预定 的拉伸 最大 荷载 和最 小荷载）之 间的 拉伸 应 力 至规定次 数，测定 试样 的疲 劳性能。A.2 试样 碳 纤 维 增强 复 合材 料 筋 的疲 劳 试 件总 长 由测 试 部分和 锚 具 部分 组 成。其 中测试 部 分 长度 取 不小 于20 倍的 筋材 公称 直径，单 侧锚具 部分 长度 不小 于 300 mm。锚具 采用 粘结 型锚 具，必 须能 够 适 合筋 材的几何形 状，并 且能 将荷 载 传递至 测试 部分。锚具 应 起到从 试验 机到 筋材 测试 部分，只 传递 拉力 而不 传 递扭矩和 弯矩 的作 用。试件 的几何 尺寸 示意 图见 图A.1。单位为毫 米 说明：1 试样；2 锚具；为测试部 分长 度；为锚具部 分长 度。图A.1 试件 几何 尺寸 示意 图 A.3 试 验条 件 A.3.1 根据 碳纤 维增 强复 合材料 筋 的 强度 级别，确 定加载 时的 最大 应力 载荷 为 0.45，应力 幅 值 为450 MPa。A.3.2 在试 验全 过程 中，拉伸的 最大 载荷 和最 小载 荷应保 持恒 定值。合 适的 方法是 考虑 采用 能 周 期 性 检查负载 或能 作记 录的 装置，负载 的控 制精 度至 少 为1%。A.3.3 试验 期间 荷载 循环 变化的 频率 应该 是恒 定的，频率 不应 超 过 20 Hz。所 有应力 都呈 轴向 传递 给 试样，既 没有 钳口 影响，也 没有缺 口影 响，应由 一个 相应的 装置 能够 限定 夹头 中试样 的任 何滑 移。A.4 判定 本试验 方法 适用 于测 试碳 纤维增 强复 合材 料筋 拉伸 疲劳性 能，不 考虑 锚固 性 能。因此，由于 锚具 系统缺陷 影响 引起 试样 在锚 具 内断 裂或 滑移 时，本 次 试验无 效，可 取样 重试。如 实际荷 载循 环次 数已 达到或超过 规定 值，允许 将试 验结果 视为 有效。DB32/T 4218-2022 6 参考文 献 1 GB/T 17101 桥 梁缆 索 用热镀 锌或 锌铝 合金 钢丝 2 GB/T 26743 结 构工 程 用纤维 增强 复合 材料 筋 _