高温后长龄期在役混凝土抗压强度研究及微观分析.pdf
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1、第 3 1卷 第 4期 2 0 1 4年 1 2月 建筑科 学与 工程 学报 J o u r n a l o f Ar c h i t e c t u r e a n d C i v i l E n g i n e e r i n g V0 1 3 1 NO 4 De c 20 1 4 文章编号 : 1 6 7 3 2 0 4 9 ( 2 0 1 4 ) 0 4 0 0 4 5 0 6 吉 日 同I 1 111 后长龄期在役混凝 土抗压 强度研 究及微观分析 白 亮 , 周天华 , 吕 晶 , 张 轶 , 罗 伟 ( 长安大学 建筑工程 学院 , 陕西 西安 7 1 0 0 6 1 ) 摘要
2、: 为 了研 究 高温后 长龄 期在 役 混凝 土损 伤及 微观 变化特 征 , 通 过 对 龄期 在 2 0年 以上 的钢 筋混 凝 土结 构取 样 , 进 行在 役 混凝 土 高温试 验 , 提 出高 温后在 役 混 凝 土残 余 抗 压 强度 变化 规律 , 建 立在 役 混凝 土残 余抗 压 强度与 不 同温度 之 间的拟 合 回 归公 式 , 利 用 热 重 ( T G) 及 扫描 电镜 观 察 , 分析 了 高温后在役混凝土物相及微观形貌随受火温度的变化情况。研 究结果表明: 高温后在役混凝土残 余 抗压 强度 变化 规律 与 实验 室新 浇筑 混凝 土类 似 , 相 比而 言 ,
3、 当受 火温 度 T 3 0 0。 C时 , 在 役 混凝 土相对 残余 抗压 强度 略低 ; 当 T7 0 0。C时 , 在 役 混 凝 土相 对 残 余抗 压 强度较 高 , 所得 结 论 可 为 实 际工程 中长龄期在役混凝土结构高温后 的损伤评估提供参考依据 。 关键 词 : 高温 ; 在 役 混凝 土 ; 残 余抗 压 强度 ; 失重 率 ; 微 观 分析 ; 龄 期 中图分 类号 : T U3 9 2 5 文 献标 志码 : A Co m p r e s s i v e S t r e ng t h S t u d y a nd M i c r o s c o pi c Ana l
4、 y s i s o f M u l t i a g e d Ex i s t i ng Co n c r e t e Af t e r Hi g h Te mp e r a t u r e B AI Li a n g ,ZHOU Ti a n h u a ,LU J i n g, ( Sc ho o l o f Ci vi l En gi ne e r i n g,Cha n g a n Uni ve r s i t y, ZHANG Yi 。LUO W e i Xi an 71 0 061,S ha a nx i ,Chi na ) Abs t r a c t:I n o r d e r
5、t o s t ud y t he d a ma g e a nd mi c r os c o p i c va r i a t i o n c ha r a c t e r i s t i c s of m u l t i a ge d e xi s t i n g c o nc r e t e a f t e r hi g h t e m p e r a t ur e,t h e e xp e r i me n t s t u dy o n t he e xi s t i n g c on c r e t e a f t e r hi g h t e mpe r a t ur e wa s
6、 c o nd uc t e d b y dr i l l c on c r e t e s pe c i me ns i n r e i nf o r c e d c o nc r e t e ( RC) s t r uc t u r e s wi t h mo r e t h a n t we n t y y e a r s a g e B a s e d o n t h e e x p e r i me n t s ,t h e v a r i a t i o n r e g u l a r i t i e s o f r e s i d u a l c o mp r e s s i v
7、 e s t r e n g t h o f e x i s t i n g c o n c r e t e a f t e r h i g h t e mp e r a t u r e we r e p r o p o s e d a n d t h e e mp i r i c a l r e g r e s s i o n f o r mu l a wa s e s t a b l i s h e d b e t we e n r e s i d u a l c o mp r e s s i v e s t r e n g t h o f e x i s t i n g c o n c
8、r e t e a n d d i f f e r e nt t e m p e r a t u r e s By us i ng t h e r m o gr a vi m e t r y a nd s t e r e o s c a n t e s t , t h e l i t h of a c i e s a nd mi c r os t r uc t ur e o f e x i s t i ng c o nc r e t e a f t e r hi g h t e m p e r a t ur e we r e a n a l yz e d The s t u dy r e s
9、u l t s s ho w t ha t t he c h a ng e o f r e s i du a l c o mpr e s s i v e s t r e ng t h o f e xi s t i n g c o nc r e t e u nd e r d i f f e r e nt t e mpe r a t ur e s i s s i mi l a r t o t h e c h a n g e o f f r e s h p l a c i n g c o n c r e t e i n l a b o r a t o r y W h i l e t h e t e
10、mp e r a t u r e T 3 0 0 , t he r e s i d ua l c o mpr e s s i ve s t r e ng t h o f e xi s t i n g c o nc r e t e i s r e l a t i ve l o w :wh i l e t he t e m p e r a t u r e T 7 0 0 。 t he v a l ue s a r e h i ghe r The o bt a i n e d r e s u l t s c a n pr o v i de a r e f e r e nc e d b a s i s
11、 f o r a p pr a i s e me n t o f m u l t i a ge d e xi s t i n g c onc r e t e s t r uc t ur e a f t e r hi gh t e m p e r a t u r e Ke y wo r ds :h i g h t e mp e r a t u r e;e x i s t i n g c o n c r e t e ;r e s i du a l c o mpr e s s i v e s t r e n gt h; we i g ht l os s r a t i o; mi c r o s c
12、 o pi c an a l y s i s ;a ge 收稿 日期 : 2 0 1 4 - 0 6 2 1 基金项 目: 国家 自然科学基金项 目( 5 1 2 0 8 0 5 8 ) ; 陕西省 自然科学基础研究计划项 目( 2 0 1 4 J M7 2 9 4 ) ; 西安市科技计划项 目( C X Y1 1 2 2 一 ) ; 中央高校基 本科研业务 费专项资金项 目( 2 0 1 3 G2 2 8 1 0 1 6 ) 作者简介 : 白亮( 1 9 8 1 一 ) , 男 , 陕西西安人 , 副教授 , 工学博士 , E ma i l : b a i l i a n g 2 0 0 0
13、 a l i y u n c o rn。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 4 8 建筑科 学与 工程 学报 2 0 1 4年 土。当温度达到 7 0 0时, 水泥水化产物 C a ( OH) 脱水和分解反应基本完成, 对于实验室新浇筑混凝 土试件, 水泥石 内部水化生成物和未充分水化 的熟 料 因温度 膨胀 系数 的不一 致 而在界 面上 发生 应力 集 中 , 形 成 微裂缝 , 同 时粗 骨 料 、 细 骨 料 与水 泥浆 界 面
14、形成微 裂 缝 , 随着 温 度 的 升 高 , 各 类 裂 缝 进 一 步 发 展 , 因此 , 温度较高 时 ( T 7 0 0) , 新 浇 筑 混 凝 土试 件相 对残 余抗 压强 度低 于长 龄期 在役混 凝 土试件 。 2 4 高 温 后 在 役 混 凝 土 相 对 残 余 抗 压 强 度 回 归 公 式 由于室温至 3 0 0 oC时混凝土残余强度较离散, 波动性大, 不考虑其强度 衰减 , 将其等 同于室温情 况 。根 据本 文 中的试 验数 据 , 采用 多 项式 Y =At + B +C对高温后长龄期在役混凝土相对残余抗压强 度 变化 规律进 行 拟合 , 即 f f c
15、1 0 0 T 3 0 0。 C ,T 一 ( 一2 1 0 T。 +0 0 0 1 T+0 7 ) f ( 2 ) 【 3 o 0 T 9 O 0 。C 高温后在役混凝土相对残余强度的拟合曲线见 图 7 。由图 7可见 , 回归 曲线 与 试验 结 果 吻合 较 好 。 与文献 1 o 1 7 中新浇筑混凝土试件试验结果相 比, 当 T5 0 0时 , 由公式 ( 2 ) 计算得到 的在役混 凝土相对残余抗压强度偏高。 。 本 文数 据 点 文 献f 1 4 数据 点 文献 1 0 】 数 据 点 文 献 1 5 】 数据 点 文献【 1 l 】 数据点 - 文献 1 6 】 数据点 a 文
16、 献【 l 2 】 数 据 点 日 文 献 1 7 数据 点 文 献【 l 3 】 数 据 点 公 式( 2 ) 拟 合 曲线 3 微观分析 高温后混凝土宏观力学性能与其内部成分的变 化密切相关l_ 1 , 为了分析长龄期在役混凝土内部 成分 的变 化 , 进 行 了水 泥 石差 热一 热重 分 析及 扫 描 电 ( a ) 受 火 温度 为1 0 0 T r C ( b ) 受火 温 度 为3 0 0 T r C ( c ) 受火 温度 为5 0 0 7 ( d ) 受 火温 度 为9 0 0 图 8水 泥石 差热- 热 重分 析曲线 Fi g 8 Di f f e r e nt i a l
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- 高温 后长龄期 混凝土 抗压强度 研究 微观 分析
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