《纖維增強(qiáng)聚合物基管廊》

1、 T/CECS XXXX202XICS Q 團(tuán) 體 標(biāo) 準(zhǔn)T/CECS XXXX202X 纖維增強(qiáng)聚合物基管廊Fiber reinforced polymer based pipe tunnel（征求意見稿）xxxx-xx-xx發(fā)布 xxxx-xx-xx實(shí)施中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會 發(fā)布目 次 TOC o 1-1 h z u HYPERLINK l _Toc80215211 前 言 PAGEREF _Toc80215211 h III HYPERLINK l _Toc80215212 1 范圍 PAGEREF _Toc80215212 h 1 HYPERLINK l _Toc80215213 2

2、 規(guī)范性引用文件 PAGEREF _Toc80215213 h 1 HYPERLINK l _Toc80215214 3 術(shù)語和定義 PAGEREF _Toc80215214 h 2 HYPERLINK l _Toc80215215 4 結(jié)構(gòu)、標(biāo)記 PAGEREF _Toc80215215 h 2 HYPERLINK l _Toc80215216 5 原材料 PAGEREF _Toc80215216 h 3 HYPERLINK l _Toc80215217 6 技術(shù)要求 PAGEREF _Toc80215217 h 5 HYPERLINK l _Toc80215218 7 試驗(yàn)方法 PAGER

3、EF _Toc80215218 h 9 HYPERLINK l _Toc80215219 8 檢驗(yàn)規(guī)則 PAGEREF _Toc80215219 h 11 HYPERLINK l _Toc80215220 9 標(biāo)志、包裝、起吊及運(yùn)輸、貯存、出廠證明書 PAGEREF _Toc80215220 h 12前 言本文件依照GB/T1.1-2020標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則與GB/T20001.10-2020標(biāo)準(zhǔn)編寫規(guī)則 第10部分：產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)給出的規(guī)則起草。本文件按照中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會關(guān)于印發(fā)的通知（建標(biāo)協(xié)字202111號）文件的要求制定。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利

4、，本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會提出。本文件由中國工程建設(shè)和標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會建筑材料分會歸口管理。本文件負(fù)責(zé)起草單位：四川全豐新材料科技有限公司、中國建筑材料工業(yè)規(guī)劃研究院本文件參加起草單位：本文件主要起草人：本文件主要審查人： 纖維增強(qiáng)聚合物基管廊1 范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了纖維增強(qiáng)聚合物基管廊的術(shù)語和定義、管廊結(jié)構(gòu)和標(biāo)記、原材料、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸和貯存。本標(biāo)準(zhǔn)適用于采用纏繞成型工藝的以纖維為增強(qiáng)材料、以聚合物為基體的復(fù)合材料制成的纖維增強(qiáng)聚合物基管廊的生產(chǎn)和檢驗(yàn)。2 規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文

5、件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T 2576 纖維增強(qiáng)塑料樹脂不可溶分含量試驗(yàn)方法GB/T 3854 增強(qiáng)塑料巴柯爾硬度試驗(yàn)方法GB/T 5352 纖維增強(qiáng)熱固性塑料管平行板外載性能試驗(yàn)方法GB/T 8237 纖維增強(qiáng)塑料用液體不飽和聚酯樹脂GB/T 9978.8 建筑構(gòu)件耐火試驗(yàn)方法 第8部分：非承重垂直分隔構(gòu)件的特殊要求GB/T 13657 雙酚A型環(huán)氧樹脂GB/T 17470 玻璃纖維短切原絲氈和連續(xù)原絲氈GB/T 18369 玻璃纖維無捻粗紗GB/T 18370 玻璃纖維無捻粗紗布GB/T 21238 玻璃纖維

6、增強(qiáng)塑料夾砂管GB/T 21873 橡膠密封件給、排水管及污水管道用接口密封圈 材料規(guī)范GB/T 25040 玻璃纖維縫編織物GB/T 25045 玄武巖無捻粗紗GB/T 26752 聚丙烯腈基碳纖維GB/T 30021 經(jīng)編碳纖維增強(qiáng)材料GB/T 50590 乙烯基酯樹脂防腐蝕工程技術(shù)規(guī)范GB 50838-2015城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范3 術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。3.1纖維增強(qiáng)聚合物基管廊 Fiber reinforced polymer based pipe tunnel采用纏繞成型工藝的纖維為增強(qiáng)材料、以聚合物為基體的復(fù)合材料制成的管型構(gòu)件。3.2環(huán)剛度 Ring sti

7、ffness指單位長度的管廊在外壓作用下，在一定徑向變形下所承受的荷載大小。4 結(jié)構(gòu)、標(biāo)記4.1 纖維增強(qiáng)聚合物基管廊結(jié)構(gòu)纖維增強(qiáng)聚合物基管廊由內(nèi)襯層、結(jié)構(gòu)層、外保護(hù)層組成，斷面為圓形，管廊斷面及結(jié)構(gòu)見圖1。 圖1 管廊斷面及結(jié)構(gòu)示意圖 4.2管廊結(jié)構(gòu)連接方式管廊結(jié)構(gòu)連接方式可采用承插式連接、法蘭連接、糊口對接方式。4.3 標(biāo)記4.3.1 標(biāo)記方法 纖維增強(qiáng)聚合物基管廊的標(biāo)記由產(chǎn)品代號、管廊內(nèi)徑、環(huán)剛度等級、單根管廊長度、管廊壁厚、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)號六部分組成。表示如下： T/CECS XXXX2022 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)號 管廊壁厚 單根管廊長度 環(huán)剛度等級 管廊內(nèi)徑 產(chǎn)品代號4.3.2示例：管廊內(nèi)徑為200

8、0mm，管廊環(huán)剛度等級為10000N/m，管廊長度12000mm，管廊厚度42mm，按本標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的FRPT管廊標(biāo)記為：FRPT-2000-10000-12000-42 T/CECS XXX-2022。5 原材料5.1 增強(qiáng)材料采用玻璃纖維、玄武巖纖維、碳纖維及其制品制造的纖維增強(qiáng)聚合物基管廊的纖維應(yīng)符合以下規(guī)定: 玻璃纖維短切原絲氈應(yīng)符合GB/T 17470的規(guī)定； 玻璃纖維纏繞紗和噴射紗應(yīng)符合GB/T 18369的規(guī)定； 玻璃纖維纖維布應(yīng)符合GB/T 18370的規(guī)定； 玻璃纖維縫編織物應(yīng)符合GB/T 25040的規(guī)定； 玄武巖纖維應(yīng)符合玄武巖無捻粗紗GB/T 25045的規(guī)定； 碳纖維及其

9、制品應(yīng)符合GB/T 26752和GB/T 30021的規(guī)定。5.2 聚合物基體5.2.1纖維增強(qiáng)聚合物基管廊采用的聚合物基體應(yīng)符合以下規(guī)定：a） 不飽和聚酯樹脂應(yīng)符合GB/T 8237的有關(guān)規(guī)定；b) 乙烯基酯樹脂應(yīng)符合GB/T 50590的有關(guān)規(guī)定；c) 環(huán)氧樹脂應(yīng)符合GB/T 13657的有關(guān)規(guī)定。5.2.2樹脂澆鑄體的性能應(yīng)符合表1的規(guī)定要求：表1 樹脂澆鑄體性能力學(xué)性能單位內(nèi)襯層及外保護(hù)層樹脂結(jié)構(gòu)層樹脂拉伸強(qiáng)度MPa60.060.0拉伸模量(109Pa)Pa2.53.0斷裂延伸率%3.52.5熱變形溫度(1.80MPa) +20注：代表設(shè)計(jì)溫度5.3 顆粒增強(qiáng)材料5.3.1 管廊結(jié)構(gòu)增

10、強(qiáng)層中宜添加石英砂、碳酸鈣等顆粒增強(qiáng)材料。5.3.2 顆粒材料的最大粒徑應(yīng)在小于2.5mm和管廊壁厚度五分之一間選取較小值。5.3.3 石英砂的SiO2含量應(yīng)大于95%，含水量不應(yīng)大于0.2%；碳酸鈣的CaCO3含量應(yīng)大于98%，含水量不應(yīng)大于0.2%。5.4 密封橡膠圈密封橡膠圈應(yīng)符合GB/T 21873的規(guī)定。6 技術(shù)要求6.1 外觀質(zhì)量 內(nèi)表面應(yīng)光滑平整，無龜裂、分層、針孔、雜質(zhì)、貧膠區(qū)、氣泡和纖維浸潤不良等現(xiàn)象；管廊端面應(yīng)平齊，邊棱無毛刺；外表面應(yīng)無明顯缺陷，標(biāo)志清晰、牢固。6.2 尺寸及允許偏差6.2.1 纖維增強(qiáng)聚合物基管廊公稱內(nèi)徑及允許偏差公稱內(nèi)徑及允許偏差應(yīng)符合表2的規(guī)定。 表

11、2 纖維增強(qiáng)聚合物基管廊公稱內(nèi)徑尺寸及允許偏差 單位為mm公稱內(nèi)徑DN內(nèi)徑范圍允許偏差最小最大1400160018002000250030003500400045005000139515951795199524952995349539954495499514201620182020202520302035204020452050205.05.05.05.06.06.06.07.07.07.06.2.2 纖維增強(qiáng)聚合物基管廊長度及允許偏差管廊的長度應(yīng)符合表3的規(guī)定。 表3 纖維增強(qiáng)聚合物基管廊的有效長度及允許偏差 單位為mm長度L允許偏差400010500012.5600015900022.51

12、00002512000306.2.3 纖維增強(qiáng)聚合物基管廊的最小壁厚纖維增強(qiáng)聚合物基管廊的最小壁厚不低于設(shè)計(jì)值的90%，任一截面的管壁平均厚度不應(yīng)小于管廊壁厚設(shè)計(jì)值，其中內(nèi)襯層的厚度不應(yīng)小于2.00mm，外保護(hù)層的厚度不應(yīng)小于2.00mm。6.2.4 管廊端面垂直度纖維增強(qiáng)聚合物基管廊端面垂直度不應(yīng)大于8mm。6.2.5 管廊的承插口尺寸纖維增強(qiáng)聚合物基管廊的承插口尺寸可參考附錄A的規(guī)定。6.3 巴氏硬度纖維增強(qiáng)聚合物基管廊外表面的巴氏硬度不應(yīng)小于40。6.4 樹脂不可溶分含量管壁中樹脂的不可溶分含量不應(yīng)小于90%。6.5 初始力學(xué)性能6.5.1 初始環(huán)剛度初始環(huán)剛度不應(yīng)小于相應(yīng)設(shè)計(jì)環(huán)剛度等級

13、值SN。6.5.2 初始環(huán)向拉伸強(qiáng)力初始環(huán)向拉伸強(qiáng)力應(yīng)根據(jù)工程設(shè)計(jì)來確定，其最小值不得低于表4的規(guī)定。 表4 初始環(huán)向拉伸強(qiáng)力最小值 公稱內(nèi)徑（DN） mm初始環(huán)向拉伸強(qiáng)力最小值kN/m140016001800200025003000350040004500500044150456763078895411031260141815756.5.3 初始軸向拉伸強(qiáng)力及拉伸斷裂應(yīng)變纖維增強(qiáng)聚合物基管廊的初始軸向拉伸強(qiáng)力應(yīng)根據(jù)工程設(shè)計(jì)來確定，當(dāng)管廊不承受由管內(nèi)壓直接產(chǎn)生的軸向力或未受到特殊軸向力時，其管壁初始軸向拉伸強(qiáng)力不應(yīng)小于表5的規(guī)定值；管壁軸向拉伸斷裂應(yīng)變不應(yīng)小于0.25%。 表5 初始軸向拉伸強(qiáng)

14、力最小值 公稱內(nèi)徑（DN） mm初始軸向拉伸強(qiáng)力最小值kN/m14001600180020002500300035004000450050002302552803053704355055806557306.6 其他長期監(jiān)測技術(shù)要求6.6.1 徑向撓曲性能管廊徑向撓曲水平A和撓曲水平B應(yīng)滿足表6的要求。表6的規(guī)定是建立在長期使用大撓度為3%的基礎(chǔ)上。表6 撓曲性的徑向變形率及要求撓曲水平%環(huán)剛度等級SN/m2要求75001000015000200002500030000A109.587.576.5管廊內(nèi)壁無裂紋B17161412.511.511管廊結(jié)構(gòu)無分層、纖維斷裂及屈曲注：撓曲水平A和B按下

15、式計(jì)算確定：a)對于環(huán)剛度S在標(biāo)準(zhǔn)等級之間的管廊，徑向變形率分別按線性插值方法確定。b)對于環(huán)剛度S5000 N/m2或S3OOOON/m2的管廊，按下式計(jì)算： 撓曲水平A對應(yīng)的徑向變形率=12x (5000/S )1/3。撓曲水平B對應(yīng)的徑向變形率=20 x (5000/S) 1/3。6.6.2環(huán)向彎曲強(qiáng)度管廊的環(huán)向彎曲強(qiáng)度Ftm應(yīng)根據(jù)工程設(shè)計(jì)來確定，但不應(yīng)小于式（1）計(jì)算值。（1）式中：Ftm 管廊環(huán)向彎曲強(qiáng)度，單位為MPa；t管廊實(shí)際測試壁厚，單位為mm；D管廊的計(jì)算直徑，單位為mm，D=Dn+t；Dn管廊的內(nèi)直徑，單位為mm； 管廊撓曲性檢驗(yàn)達(dá)到撓曲水平B時的徑向壓縮變形量，單位為mm

16、；Ep管廊環(huán)向彎曲彈性模量，單位為MPa,由式（2）確定。Ep=12x10-6 SD3/t3 （2）式中：S 實(shí)測的環(huán)剛度，單位為N/；D、t 同式（1）6.7 耐火極限應(yīng)符合GB 50838中第7.1.3條的要求。6.8 表面吸水率表面吸水率不應(yīng)大于2%7 試驗(yàn)方法7.1 外觀質(zhì)量目測內(nèi)、外表面及兩端狀態(tài)。7.2 尺寸7.2.1 纖維增強(qiáng)聚合物基管廊的公稱內(nèi)徑按GB/T 21238的規(guī)定執(zhí)行。7.2.2 纖維增強(qiáng)聚合物基管廊有效長度按GB/T 21238的規(guī)定執(zhí)行。7.2.3 纖維增強(qiáng)聚合物基管廊最小壁厚按GB/T 21238的規(guī)定執(zhí)行，且最小壁厚應(yīng)符合6.2.3條款規(guī)定。7.2.4 纖維增

17、強(qiáng)聚合物基管廊端面垂直度按GB/T 21238的規(guī)定執(zhí)行。7.2.5 纖維增強(qiáng)聚合物基管廊管壁承插口尺寸按GB/T 21238的規(guī)定執(zhí)行。7.3 巴氏硬度按GB/T 3854的規(guī)定進(jìn)行測試。7.4 樹脂不可溶分含量按GB/T 2576的規(guī)定進(jìn)行測試。7.5 初始力學(xué)性能7.5.1 初始環(huán)剛度測試設(shè)備、測試環(huán)境及試樣應(yīng)符合GB/T 5352的規(guī)定；加載速度按GB/T 21238的規(guī)定執(zhí)行。7.5.2初始環(huán)向拉伸強(qiáng)力按GB/T 21238的規(guī)定執(zhí)行。7.5.3 初始軸向拉伸強(qiáng)力及拉伸斷裂應(yīng)變按GB/T 21238的規(guī)定執(zhí)行。7.6 撓曲性能 按GB/T 21238的規(guī)定執(zhí)行。7.6.1 軸向撓曲性

18、能采用定長管廊，兩端簡支，測試自重作用下的最大撓度。7.6.2 豎向撓曲性能管廊安裝回填后在組合載荷作用下的最大豎向撓曲值。7.7 耐火極限用相同材料和相同工藝制作1500mm1500mm120mm試件，按GB/T 9978.8的規(guī)定進(jìn)行測試。7.8 表面吸水率 沿管廊軸向的兩個平面切取外表面弧長為50mm1mm的兩個試樣。并將樣塊四周及內(nèi)側(cè)以外保護(hù)層相同的材料封邊。按照GB/T1462中6.2進(jìn)行測試，浸泡時間為24h0.5h，按式（3）計(jì)算，取3個有效試件測試結(jié)果的算術(shù)平均值作為測試結(jié)果。 W=(Wi-Wh）/Wh x 100 （3）式中：W 試件吸水率， %；Wh浸水前試件的質(zhì)量，單位為

19、克（g）；Wi浸水后試件的質(zhì)量，單位為克（g）。8 檢驗(yàn)規(guī)則8.1 檢驗(yàn)類型檢驗(yàn)類型分為出廠檢驗(yàn)和型式檢驗(yàn)。8.2 出廠檢驗(yàn)8.2.1 檢驗(yàn)項(xiàng)目外觀質(zhì)量、尺寸、巴氏硬度、樹脂不可溶分含量、初始環(huán)剛度、初始環(huán)向拉伸強(qiáng)力、初始軸向拉伸強(qiáng)力及拉伸斷裂應(yīng)變、徑向撓曲性能、吸水率。8.2.2 檢驗(yàn)方案8.2.2.1 每一根纖維增強(qiáng)聚合物基管廊均應(yīng)進(jìn)行外觀質(zhì)量、尺寸、巴氏硬度的檢驗(yàn)。8.2.2.2 以相同材料、工藝、規(guī)格的100根為一批（不足100根的也作一批）的纖維增強(qiáng)聚合物基管廊，隨機(jī)抽取1根，進(jìn)行內(nèi)襯層厚度、樹脂不可溶分含量、初始環(huán)剛度、初始環(huán)向拉伸強(qiáng)力、初始軸向拉伸強(qiáng)力及拉伸斷裂應(yīng)變、徑向撓曲性能

20、、吸水率的檢驗(yàn)。8.2.3 判定規(guī)則8.2.3.1 外觀質(zhì)量、尺寸、巴氏硬度均應(yīng)達(dá)到相應(yīng)的要求，否則判該根管廊不合格。8.2.3.2 內(nèi)襯層厚度、樹脂不可溶分含量、初始環(huán)剛度、初始環(huán)向拉伸強(qiáng)力、初始軸向拉伸強(qiáng)力、拉伸斷裂應(yīng)變、徑向撓曲性能、吸水率均達(dá)到相應(yīng)要求，判該批產(chǎn)品合格；如內(nèi)襯層厚度、樹脂不可溶分含量、初始環(huán)剛度、初始環(huán)向拉伸強(qiáng)力、初始軸向拉伸強(qiáng)力、拉伸斷裂應(yīng)變、徑向撓曲性能檢驗(yàn)中不合格項(xiàng)超過2項(xiàng)，判該批產(chǎn)品不合格；如不合格項(xiàng)不多于2項(xiàng)，可對不合格項(xiàng)加倍抽樣、復(fù)檢，復(fù)檢項(xiàng)目均應(yīng)全部達(dá)到要求，否則，判該批產(chǎn)品不合格。8.3 型式檢驗(yàn)8.3.1 檢驗(yàn)條件正常生產(chǎn)時，應(yīng)每年進(jìn)行一次檢驗(yàn)，有下列

21、情況之一時也應(yīng)進(jìn)行型式檢驗(yàn)： 新產(chǎn)品或老產(chǎn)品的轉(zhuǎn)產(chǎn)試制定型鑒定； 正式投產(chǎn)后，當(dāng)產(chǎn)品的材料、結(jié)構(gòu)、工藝有較大改變可能影響產(chǎn)品性能時； 產(chǎn)品長期停產(chǎn)（3個月以上）再恢復(fù)生產(chǎn)時。8.3.2 檢驗(yàn)項(xiàng)目第6章技術(shù)要求中的所有項(xiàng)目。8.3.3 檢驗(yàn)方案8.3.3.1 外觀質(zhì)量、尺寸（除內(nèi)襯厚度）、巴氏硬度以相同材料、工藝、規(guī)格的100根管廊為一批（不足100根的也作為一批），隨機(jī)抽樣6根，進(jìn)行外觀質(zhì)量、尺寸、巴氏硬度檢驗(yàn)。8.3.3.2 內(nèi)襯厚度、樹脂不可溶分含量、初始力學(xué)性能、耐火極限、吸水率。以相同材料、工藝、規(guī)格的100根管廊為一批（不足100根的也作為一批），采用兩次抽樣法，樣本數(shù)量均為2，對抽

22、樣進(jìn)行所有項(xiàng)目的檢驗(yàn)。其中縮比法制樣進(jìn)行短時失效水壓檢驗(yàn)的試樣數(shù)量可取12個。8.3.4 判定規(guī)則8.3.4.1 所抽樣本的外觀質(zhì)量、尺寸、巴氏硬度和耐火極限均達(dá)到相應(yīng)的要求，判相應(yīng)項(xiàng)的型式檢驗(yàn)合格，否則判型式檢驗(yàn)不合格。8.3.4.2 第一次所抽檢的樹脂不可溶分含量、初始力學(xué)性能、軸向撓曲性、豎向撓曲性、耐火極限均達(dá)到相應(yīng)的要求，判型式檢驗(yàn)合格；如2根均不符合要求判型式檢驗(yàn)不合格；如有1根不合格且不合格項(xiàng)不超過2項(xiàng)時，可對不合格項(xiàng)進(jìn)行第二次抽樣檢驗(yàn)，第二次抽樣檢驗(yàn)中無不合格，判型式檢驗(yàn)合格；如第二次抽樣檢驗(yàn)仍有不合格，判型式檢驗(yàn)不合格。9 標(biāo)志、包裝、起吊及運(yùn)輸、貯存、出廠證明書9.1 標(biāo)志每根纖維增強(qiáng)聚合物基管廊內(nèi)外應(yīng)至少各有一處永久性標(biāo)志，標(biāo)志不應(yīng)損傷管壁，在正常裝卸和安裝中字跡應(yīng)保持清晰。標(biāo)志應(yīng)包括下列內(nèi)容： 生產(chǎn)廠家名稱（或商標(biāo)）及地址； 產(chǎn)品標(biāo)記； 批號及產(chǎn)品編號； 生產(chǎn)日期。9.2 包裝9.2.1 纖維增強(qiáng)聚合物基管廊發(fā)運(yùn)前應(yīng)用發(fā)泡塑料膜等柔性包裝物對管廊兩端的管端面和外側(cè)連接面進(jìn)行包裝。9.2.2 包裝寬度