纤维混凝土高温后力学性能的研究.pdf
《纤维混凝土高温后力学性能的研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《纤维混凝土高温后力学性能的研究.pdf(4页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、2 0 1 3 年 第 1期 (总 第 2 7 9 期 ) Nu mb e r 1 i n 2 0 1 3 ( T o t a l No 2 7 9 ) 混 凝 土 Co n c r e t e 理论研究 THE0RETI CAL RES EARCH d o i : 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 0 0 2 - 3 5 5 0 2 0 1 3 0 1 0 1 0 纤维混凝土高温后力学性能的研究 高超 。杨鼎宜 ,俞君宝 。王乐乐。李鹏 ( 扬州大学 建筑科学与工程学院,江苏 扬州 2 2 5 0 0 9 ) 摘要 : 阐述 了混凝土高温力学性能研究现状及纤维混凝土的优良特性 ,
2、揭示了纤维混凝土高温力学性能的研究意义 。 通过试 验 , 揭示了纤维混凝土强度随温度变化规律, 并分析 了温度对纤维混凝土力学性能的影响机理 。 研究表 明: 低于 2 0 0时, 纤维混 凝土抗压强度均有所增加 ; 2 0 0后 , 抗压强度开始下降 ; 高于 4 0 0时 , 纤维混凝土抗压强度下降明显 , 但是下降的速度较素混 凝土小得多。 温度低于 6 0 0时 , 钢纤维混凝土抗折强度下降十分缓慢 ; 6 0 0时 , 钢纤维混凝土相对残余抗折强度值为 8 1 , 素 混凝土已下降至 5 9 。 关键词 : 纤维混凝土;高温 ;抗压强度 ;抗折强度 中图分类号: T U 5 2 8
3、 5 7 2 文献标志码: A 文章编号: 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 3 ) 0 1 0 0 3 3 0 4 Me c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f f i b e r r e i n f or c e d c on c r e t e a f t e r h i g h t e mp e r a t u r e GAO Ch a o, YANGDi n g - y i , YU J u n b a o, WANG Le - l e, LIPe n g ( C o l l e g e o f A r c h i t e c t
4、 t w a l S c i e n c e a n d E n g i n e e ri n g o f Y a n g z h o u U n i v e r s i t y , Y a n g z h o u 2 2 5 0 0 9 , C h i n a ) Ab s t r a c t : I t d e s c ri b e d 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 a ft e r h i g h t e mp e r a t u r e a n d t h e e x c e l l e n t c h a
5、 r a c t e ris t i c s o f fi b e r c o n c r e t e r e v e a l e d t h e s i g ni fic a nc e o fthe hi t e mp e r a t u r e me c hani c a l pr o p e r t i e s of fib e r r e i nf o r c e d c o n c r c T he t e s t s r e v e a l e d fib e r c o n c r e s tre ng t h v a r i a t i o n a t d i ff e r e
6、 nt t e mp e r a t u r e s , an d an a l y z e d the i n fl u e n c e me c h an i s m o f t e mp e r a t u r e o n fib e r c o n c r e me c h an i c a l p r o p e r t i e s S t u d i e s h a v e s h o wn tha t : wh e n t h e t e mp e r a t u r e wa s b e l o w 2 0 0 the c o mp r e s s i v e s tr e n
7、 g t h o f fi b e r c o n c r e t e wa s i n c r e a s e d; wh e n t h e t e mp e r a t u r e h i g h e r th an 2 0 0, the c o m p r e s s i v e s tr e n g t h o f c o n c r e t e b e g a n t o f a l l ; t e mp e r a t u r e h i ghe r tha n 4 0 0 。 fib e r c o n c r e t e c o m p r e s s i v e s tr
8、e n g t h Wa S s i gn i fi c ant l y d e c r e a s e d, b u t the r a t e o f d e c l i n e wa s mu c h s ma l l e r than t h e p l a i n c o n c r e t e Wh e n t h e t e mp e r a t u r e wa s b e l o w 6 0 0 , the s t e e l fib e r r e i nf o r c e d c o n c r e t e fle x u r a l s t r e n g t h d
9、e c r e a s e d ve r y s l o wl y; At 6 00 s t e e l fib e r r e i n f o r c e d c o n c r e t e r e l a t i v e r e s i d ua l fl e x u r a l s tre ng t hva l ueof8 1 , wh i l ethep l a i nc o nc r e t eh a sf a l l e nto 5 9 K e ywo r d s : fi b e r c o n c r e t e ; h i gh t e m p e r a t u r e ;
10、 c o m p r e s s i v e s t r e n g t h ; fi e x u r a l s tr e n g t h 0 引 言 火灾已成为 目前发生概率最大, 造成损失最严重的一 种灾害 。 一旦发生火灾 , 建筑物 的材料性能严重恶化 , 结构 性 能大大削弱 , 造成 巨大财产损失 。 火灾发生后 , 如何将火 灾造成的损失降低到最小 , 已成为倍受关注的重要课题。 国 内外很 多学者 已采用不 同的试验方法对混凝土高温力学 性能进行了一系列的试验 , 并取得了许多规律性 的结论 。 1 混凝土高温力学性能研究 众多试验研究和火灾现场调查表明 : 高温下混凝土的
11、力学性能指标衰减是不可避免的。 其衰减程度与混凝土强 度等级、 骨料类型、 配合比、 养护条件、 加热参数和冷却制 度等有关 , 各参数不同, 得出的试验结果也会有差异。 1 1 混凝 土高温抗 压强度 对于混凝土抗压强度在不同受热温度的变化规律, 陈 磊等人 总结得 出如下结论 : 混凝土抗压强度在 3 0 0前衰 减不明显, 4 0 0 左右出现转折, 4 0 0以后出现显著下降, 3 0 0 - 8 0 0是混凝土抗压强度衰减的主要温度段, 8 0 0时 衰减为常温的 3 0 左右。 胡海涛 、 董毓利等人研究了高温下 与高温后高强混凝土的力学性能, 并与普通混凝土进行了 比较, 发现高
12、温后高强混凝土的抗压强度较高温时下降的 更多 , 较普通混凝土下降更为剧烈 , 特别是在常温至 4 5 0 的范围内 , 高强混凝 土较普通混凝土具有更大 的强度损失 率。 L u i g i B i o l z i 研究了高强混凝土热损伤后的残余性能, 发 现高强混凝土试件在 2 0 0 5 0 0间抗压强度衰减严 重。 文 献表明, 轻骨料混凝土的耐火性能优于普通混凝土 , 残余 抗压强度下降幅度较为缓慢 ; 随混凝土强度等级的下降, 受火烧损时强度下降幅度逐渐减小。 C a r l o s 研究了高温下 有无预加荷载条件下高强混凝土的力学性能 , 结果表明: 不管预加荷载与否 , 随着温
13、度的升高 , 高强混凝土的抗压 强度下降, 峰值应变增大, 7 0 0 时预加荷载试件全部破坏。 收稿日期:2 0 1 2 - 0 7 3 0 基金项 目:国家重点基础研究发展计划资助( 2 O 0 9 c B 6 2 3 2 o 0 ) ; 国家“ 十二五” 国家科技支撑计 lJ ( 2 0 1 2 B A J 2 0 B 0 1 0 6 ) 3 3 对于混凝土高温后抗压强度的变化规律, 清华大学李卫、 过 镇海教授建议的高温下混凝土抗压强度计算公式见式( 1 ) : f T - ( 2 0r, 8 0 0) ( 1 ) 1 + 2 4 ( T - 2 0 ) 6 x 1 0 一 l 7 、
14、 、 。 、 1 2 混凝土高温抗折、 劈拉强度 李敏, 钱春香同 等指出混凝土抗折强度也随温度的升 高而降低。 与抗压强度不同, 抗折强度在加热到 6 0 0之前 已大幅度下降, 这是由于与抗压强度相比, 抗折强度对裂纹 的敏感性更大; 而 6 0 0 1 0 0 0 范围内, 抗折强度降低不多。 肖建庄 , 任红梅等研究得 出高温后抗折试验的折断面平 整 度随初始强度等级提高而提高, 随温度的升高而逐渐下降; 聚丙烯纤维对高性能混凝 土的高温后残余抗折强度没有 不利影响; 磨细矿渣对高性能混凝土的高温后残余抗折强 度有有利影 响; 而硅灰对于 4 0 0以上高性 能混凝土的高 温后残余抗折
15、强度有不利影响。 文献 5 表明 , 混凝 土抗拉 强度和抗压强度的比值, 随着温度值的变化而有起伏变化, 但总是小于其常温下的比值。 文献 8 】 指出, 高温下 , 混凝土 抗拉强度和抗压强度的比值不是常数 , 在温度为 3 0 0 5 0 0 之间达到最小值 。 该文献给出混凝土高温下 与常温下抗拉 强度的关系见式 ( 2 ) : f = ( 1 - 0 0 0 1 T )f t ( 2 ) 1 3 混凝 土高温弹性模量及应力一 应 变曲线 昆 凝土的强度随温度升高而降低, 变形随着温度的升 高而增加 , 因此其高温 弹性模量一般都是降低的 。 谢狄敏 的试验表明, 普通强度混凝土高温后
16、弹性模量的降低幅度 相当大 , 而且 弹性模量与强度的关 系在高温作用后已不存 在。 类似于普通混凝 土 , 高强混凝 土的弹性模量也 随着温 度的升高而显著下降。 比较高强混凝土和普通强度混凝土 高温下弹性模量可以发现 , 当温度 低于 5 0 0时 , 高强混 凝土的弹性模量下降幅度高于普通混凝土 , 而随着温度继 续增长 , 将逐渐低于普通混凝 土。 李 卫等人通过试验进行 了四种混凝土在不 同温度下 的应力一 应变 全曲线试验 , 发 现随着试验温度的提高, 曲线渐趋扁平, 峰点明显下降和 右移, 与常温下的应力一 应变曲线很接近。 吴波等人同时研 究了高温后高强混凝土和普通混凝土的无
17、量纲应力一 应变 曲线。 在应力一 应变 曲线的上升段 , 高强混凝土与普通混凝 土基本一致 , 但下降段要陡于普通混凝土 , 这主要 是 由于 高强混凝土的脆性较大 , 能量释放 比较集中所致。 1 4 混凝土 高温爆 裂 爆裂是混凝土在高温下最为猛烈的一种破裂形式 , 混 凝土爆裂一方面取决于混凝土 自身 的水灰 比、 含水量 、 渗透 性等内部因素 , 另一方面取决于温升速率、 温度梯度和初 始应力等外部因素。 A n d e r b e r g 指出, 当水灰比大于0 3 2 , 相 对湿度小于 7 5 8 0 时, 高性能混凝土爆裂的危险性会 降低。 随着含水率的升高, 其爆裂频率升
18、高, 在饱和状态时, 爆裂频率达到了 1 0 0 。 有文献指出 , 与无载升温相比, 恒温 加载和恒载升温条件更容易导致混凝土发生爆裂。 升温速 率对混凝土爆裂有一定的影响 , 一般说来 , 加 热速度越快 , 爆裂现象越明显 。 吴波等总结国内外混凝土爆裂研究成果 3 4 后 , 得出 HS C爆裂现象的临界温度主要集 中在 3 5 0 5 0 0 , 主要是因为混凝土本身具有很高的离散性 , 以及不同的试 验条件及试验材料所致 。 目前 , 主要有孔隙水压力学说 、 热 应力学说、 热开裂学说来解释混凝土爆裂机理。 2 纤维混凝土的特点及其高温力学性能 2 1 纤维混凝 土的特 点 纤维
19、混凝土的发展始于 2 0 世纪初 , 尤其以钢纤维混凝 土的研究和应用开展得最早和最广泛 。 由于钢纤维的存在 限制了混凝土裂缝 的开展 , 从而使原来本质上是脆性的混 凝土材料呈现出很 高的抗 裂性能并能推迟裂缝 的出现使 混凝土具有较大的延性和韧性以及优 良的抗拉 、 抗折 、 抗冲 击、 耐磨损等特性。 聚丙烯纤维的研究可以追溯到 2 0世纪 6 0 年代, 当时有人发现在水泥净浆与砂浆中掺入少量聚丙 烯纤维可以明显提高其抗冲击性能。 近 2 0多年来又陆续 开发出一系列可掺人混凝土 中的单丝合成纤维 , 其 中聚丙 烯纤维因其价格低廉、 化学耐腐蚀性高, 来源较广而引人 注 目。 聚丙
20、烯纤维混凝土较普通混凝土具有很多的优势 : 聚丙烯纤维可 以有效抑制混凝土塑性收缩 、 干缩 、 温度变 化等因素引起的微裂缝的形成及发展 , 提高混凝土的抗裂 能力; 在一定程度上可以提高混凝土抗拉及抗折弯强度; 可 以大大提高混凝土的抗冻能力 , 提高混凝土的耐久性等 。 2 2 纤 维混凝土 高温 生能浅述 针对高温条件下混凝土力学性能指标下降、 爆裂等缺 陷 , 许 多学者也进行 了掺加纤维 的尝试 , 取得 了较好 的效 果。 Ka l i f a 的研究指 出在高性能混凝 土中掺入 聚丙烯纤维 是避免高性能混凝 土火 灾下爆 裂的途径之一 。 C h e n的研 究指出 : 与聚丙
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 纤维 混凝土 高温 力学性能 研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【c****e】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【c****e】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。