粗骨料类型对混凝土高温后抗压强度的影响研究.pdf
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1、2 0 1 1年 第 2期 (总 第 2 5 6 期 ) Nu mb e r 2 i n 2 01 1 ( To t a l No2 5 6) 混 凝 土 Con c r e t e 原材料及辅助物料 M ATERI AI ,AND A_I ) M I NI CL E d o i : 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 1 0 2 0 2 7 粗骨料类型对混凝土高温后抗压强度的影响研究 姚建国,袁广林 ,宋永娟 ,温发明 ( 中国矿业大学 力学与建筑工程学 院,江苏 徐州 2 2 1 0 0 8 ) 摘要: 对不同骨料类型的混凝土经历不同温度、
2、不同冷却方式后的力学性能进行研究。试验结果表明: 高温后不同骨料类型的混凝土 立方体抗 压强度 随着受热温度 的升高总体呈下 降趋 势 ; 不同冷却方式对高温后混凝 土立方 体的抗压强度有一定影响 , 并且 随静 置时间的 增加而增 加; 不同骨料混凝土立方体试块静 置后 力学性 能有较大差异 。 当温度小 于 4 0 0时 , 硅质骨料混凝土试块抗压强度较 大 , 当温度 大于 4 0 0时 , 钙 质骨料混凝土试 块表现 出良好 的耐火性 。 这 些研究成果可 为今后钢筋混凝 土结构 的抗 火性能及 火灾后 的损 伤评估 与 修复提供参考。 关键词 : 高温;粗骨料 ;静置时间 ;抗压强度
3、 中图分类号: T U5 2 8 0 4 l 文献标 志码 : A 文章编号 : 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 1 ) 0 2 0 0 8 9 0 3 I n f l u en c e of a ggr e ga t e t yp e on c ompr e s s i ve s t r eng t h o f c onc r e t e a f t e r e x pos ur e t o h i gh t e mper a t ur e s Y AO J i a n - g u o , YU AN Gu a n g 一 1 i n , S ONG Y o n g u a
4、n , WE NF a - mi n g ( S c h o o l o f Me c h a n i c s a n dC i v i l E n g i n e e r i n g , C h i n aU n i v e r s i t y o f Mi n i n g a n dT e c h n o l o g y , X u z h o u2 2 1 0 0 8 , C h i n a ) Abs t r a c t : M e c h a n i c a l p r o p e r t i e s of c o n c re t e wi t h d i ffe r e n t
5、a g g r e g a t e t y p e a fte r d i ffe r e n t he a t i n g t e m p e r a t u r e a n d c o o l i n g m o de s a r c i n ve s t i g a t e d Te s t r e s u l t s s h o w t h a t : a ft e rh i g ht e mp e r a t ur e, t h e c o mp r e s s i v e s t r e r I g t hof c o n c r e t ewi t hd i ffe r e n
6、t a g g r e g a t ety p ed e c r e a s e swi t ht h ei n c r e a s eo f h e a t i n g t e m p e r a t u r e Co ol i n g mo d e s h a v e i mp a c t s o n t h e r e s i d ua l c o mpres s i v e s t r e n g t h o f c o n c r e t e c u b e s a ft e r h i t e mp e r a t ure , a l s o t h e i mpa c t s i
7、 n c r e a s e wi t h the i n c r e a s e o fs t a nd i n g t i me Ho we v e r , t h e r e i s mu c h d i ffe r e n c e b e twe e n me c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f c o n c r e t e wi th d i ffe ren t a g g r e g a t e t y pe W h e n t h e h e a t i n g t e mp e r a t u r e i s l o we r t
8、h a n 4 0 0 c o n c r e t e wi t h s i l i c e o u s a g g r e g a t e a p pe a r s g o o d res i s t a n c e o f fi r e Th e s e t e s t r e s u l t s p r o v i d e s c i e nt i fic p r o o f s f o r f u h e r e v a l u a t i o n a n d a n a l y s i s o f me c h a n i c a l p r o p e i e s o f RC s
9、 tr u c tur e a fte r e x p o s u r e t o hi t e mp e r a tur e s Ke y w or ds : h i g h t e mp e r a t u r e ; c o a r s e a g g r e g a t e ; s t a n d i n g t i m e ; c o mp r e s s i v e s t r e n g t h 0 引言 目前 , 混凝土高温后的力学性能是土木工程界研究 的热 点 问题 , 而骨料类型对混凝土高温后的影响也是人们关心 的问题 之- - - 。 本研究通过对高温后不同骨料 ( 钙质
10、和硅质 ) 混凝土立 方体试 块力学性能 的试 验研 究 , 分 析了混凝 土骨料类型 、 加热 温度 、 冷却方 式 、 高温后静置时 间等对其抗压强度 的影 响 , 得 到 _两种 骨料混凝土 ( 钙 质与硅质 ) 抗压 强度随静置 时间 的变化 规律 1 。 1 试 验 概 况 1 1 试 块制作 与 分组 混凝土设计强度为 C 2 5 , 粗骨料分别为钙质( 石灰岩碎石 ) 和硅质 ( 玄武 岩碎石 ) , 粒径 为 5 2 0mm, 水 泥采用强度 3 2 5级 的复合硅酸盐水泥 , 混凝土配合 比为水 泥: 水 : 砂: 石 = 1 : 0 5 5 : 1 7 5 : 2 9 8
11、, 砂率为 3 7 。 本试验设计 1 0 0 minx 1 O 0 m mx l O 0 mm的混凝土立方体试 块 1 6组, 钙质骨料和硅质骨料混凝土试块各 8组, 每组有 1 8 个 试块 。 具体 分组 见表 1 。 试 块成 型后 2 4 h脱模 , 然后标 准养 护 2 8 d至高温试验。 收稿 日期 :2 0 1 0 4 ) 9 1 5 基金项 目:国家 自然科学基金 ( 5 9 9 7 8 0 0 8 ) 表 1 钙质与硅质骨料混凝土试 块受热制度 1 2 受热 制度及 冷却 方 式 参照文献 1 1 - 1 2 , 经综合考虑, 本试验采用如下加热方式: 升温速率为 1 0
12、C mi n , 到达预设温 度点后恒温 9 0 mi n , 具体受 热 制度 见表 1 。 取 出试 块后 , 分别对其进行 “ 自然冷却 ” 和“ 喷水 冷却” 。冷却至常温后, 在室内分别放置 1 、 3 、 7 、 1 4 、 2 8 、 5 6 、 8 4 d , 然后进行加载试验。 1 3加载 方 法 混凝土试块抗压强度试验采用 YE 2 0 0型液压式压力试验 机进行加载 , 加载速率为 3 - 5 k N s 。 89 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 试验 结果分析 2 1 试验现象及破坏形态 2 1 1 高温后表观现象 不 同骨料 混凝
13、土试 块 由室 温分 别加 热 到 2 0 0、 4 0 0 、 6 0 0 、 8 0 0, 经恒温后取出, 对其进行自然冷却和喷水冷却。 混凝土试 块 的表 面特征发生了一 系列变化 , 包 括试块的颜色 、 裂缝 、 掉皮 、 缺角和疏松等, 具体见图 l ( 如图 1 ( a ) 示前 2块为自然冷却 、 后 2块为喷水冷却 ) 与表 2 。 高温后混凝土试块表观现象表明: 当受热温度 T 2 0 0时, 混凝 土试块 的表 面颜 色( 自然冷却 和喷水冷却相 比 ) 无 明显变 化 , 当温度达到 4 0 0 6 0 0时 , 试块表面呈粉红色 , 且试块 的颜 色随着温度升高 逐渐
14、变淡 , 当温度 达到 8 0 0时 , 试块表 面呈 灰白色。 此外, 随着混凝土受热温度的升高, 表面裂缝也随之增加, 裂缝分布情况也逐渐复杂 。 如 图 2所示 , 当温度 T 2 0 0时 , 冷却后? 昆凝土表面无明 显裂缝 , 当温度达到 4 0 0时 , 混凝土表面 出现少量细小裂纹 , ( a ) 2 0 0钙 质 自冷 与水冷 ( c ) 4 0 0 o C钙质 A冷与水 冷 ( e ) 6 0 0钙质 自冷 与水冷 ( b ) 2 0 0硅质 自冷 与水冷 ( d ) 4 0 0 硅质 自冷 与水冷 ( f ) 6 0 0(硅质 白冷与水冷 ( g ) 8 0 0钙质 自冷
15、与 水冷( h ) 8 0 0硅质 自冷与水冷 图 1 高温后混凝土试块表观现象 当温度达 到 6 0 0以上 , 混凝土表面出现 明显连续状 裂缝 , 当温 度达到 8 0 0时 , 裂纹逐渐增多 , 且裂缝 变宽 。 同时, 随着温度的 升高 , 昆 凝土失重越来越 明显 , 6 0 0 、 8 0 0高温后混凝土试块 明 显变轻 , 表 面也呈现出疏松状况 。 表 2 高温后混凝土外观特征一览表 f c ) 6 0 0 ( d ) 8 0 0 o C 图 2裂缝变化图 2 1 2 加载后破坏形态 高温后不同骨料混凝土试块加载后的破坏形态类似, 以高 温后静置 1 4 d的钙质与硅质骨料为
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- 骨料 类型 混凝土 高温 抗压强度 影响 研究
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