高强混凝土高温后轴心抗压强度试验研究

对掺聚丙烯纤维前后的C60高强混凝土(HSC)棱柱体试件进行了高温试验,分析了高强混凝土高温后轴心抗压强度的变化规律,以及聚丙烯纤维对高强混凝土高温后轴心抗压强度的影响.试验结果表明:高温后,高强混凝土的轴心抗压强度均有不同程度的降低;相同温度作用后,与不掺纤维的混凝土相比,掺聚丙烯纤维的高强混凝土轴心抗压强度有一定提高,且在相同掺量下,长度15 mm、直径35 μm的聚丙烯纤维对强度的贡献最大;借助X射线衍射(XRD)试验,探讨高温作用前后水泥净浆中物相结构的变化,初步揭示了高温对混凝土性能影响的机理.     

钢-聚丙烯混杂纤维增强超高性能混凝土强度试验研究

考虑钢纤维体积率、聚丙烯纤维体积率和长径比三种因素,设计并制作了171个超高性能混凝土试块,进行立方体抗压强度、轴心抗压强度和劈裂抗拉强度试验,分析纤维特征参数对超高性能混凝土强度的影响规律.结果表明,掺入钢-聚丙烯混杂纤维后,超高性能混凝土的立方体抗压强度可提高36.3％,轴心抗压强度可提高31.9％,劈裂抗拉强度可提高539％;混杂纤维最佳配比为,钢纤维体积率1.50％、聚丙烯纤维长径比167、体积率0.10％;基于试验结果建立了考虑纤维参数的超高性能混凝土立方体抗压强度预测模型,提出了超高性能混凝土轴心抗压强度、劈裂抗拉强度与立方体抗压强度的关系式.     

高温对沙漠砂混凝土轴心抗压强度和静力受压弹性模量的影响

通过进行沙漠砂替代率不同沙漠砂混凝土高温后轴心抗压强度和静力受压弹性模量测定试验,分析温度和沙漠砂替代率对高温后静力受压弹性模量和轴心抗压强度的影响,建立高温后静力受压弹性模量和轴心抗压强度与温度、沙漠砂替代率之间回归模型.研究表明:沙漠砂混凝土高温后静力受压弹性模量和轴心抗压强度随温度升高逐渐减少.随沙漠砂替代率增加,沙漠砂混凝土高温后静力受压弹性模量和轴心抗压强度呈先上升后降低趋势.沙漠砂替代率40％时,高温后静力受压弹性模量和轴心抗压强度达到最大.     

高温对C80高性能混凝土轴压强度及红外热像的影响

为研究高温对C80高性能混凝土轴压强度及红外热像的影响,对不掺和掺0.2％PP纤维C80高性能混凝土(HPC和PPHPC)进行模拟高温试验,测试其高温后的轴压强度、红外温升,并分析其相关关系以及受火温度对各指标的影响.结果表明,随受火温度升高,C80高性能混凝土轴压强度总体呈下降趋势,PPHPC轴压强度较HPC轴压强度略高,表明掺加PP纤维能够改善其高温后的力学性能,红外温升随温度上升呈升高趋势,相同受火温度,红外温升随测距的增大而降低.     

高温后混凝土气体渗透性及力学性能研究

火灾高温不仅会降低混凝土结构的力学性能,还会对混凝土的耐久性产生重大的影响.通过高温电阻炉模拟火灾试验,研究高温下混凝土的气体渗透性、弹性模量和轴心抗压强度的变化特征,以及气体渗透性和力学性能的相互关系.试验结果表明:混凝土气体渗透性随火灾温度的升高而逐渐增大,且在500℃时气体渗透性增长72.6倍;在200 ℃高温下,混凝土的弹性模量和轴心抗压强度略有提高,而在350 ℃及以上高温下,其力学性能大幅降低.     

高温后C80高强混凝土的质量损失和抗压性能研究

对掺聚丙烯纤维的C80高强混凝土立方体试件模拟高温试验后,进行混凝土质量损失和抗压性能测试,研究分析了不同作用温度对聚丙烯纤维高强混凝土的质量损失和抗压强度的影响.结果表明,随着温度的升高,掺聚丙烯纤维高强混凝土的质量损失逐渐增加而抗压强度整体呈下降趋势,600℃高温后混凝土立方体抗压强度急剧下降,强度值仅为常温的25.05％;高温后聚丙烯纤维高强混凝土的相对质量损失和相对残余抗压强度的整体变化趋势基本相似.     

玄武岩纤维混凝土耐高温性能分析

对不同玄武岩纤维体积率混凝土进行室内高温试验,总结与分析了温度和纤维体积率对混凝土立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和静弹性模量的影响规律。研究结果表明:玄武岩混凝土的抗压强度、抗拉强度和弹性模量均在200℃高温出现拐点,200℃高温后玄武岩纤维混凝土的力学性能均出现不同程度的降低;混凝土的力学性能随玄武岩纤维体积率的增大而呈现出先增大后减小的趋势,最优的玄武岩纤维体积率为0.15%;玄武岩再生混凝土的力学性能随再生骨料取代率的增大而减弱,再生骨料取代率不宜大于30%。     

活性粉末混凝土高温后强度退化规律试验研究

为研究活性粉末混凝土(RPC)高温后强度退化规律,对高温后RPC试件的质量损失、抗压性能和劈裂抗拉性能进行测试,并分析温度和纤维掺量对RPC强度的影响。结果表明:随着温度的升高,RPC试件的表观颜色由深逐渐变浅,质量损失率逐渐增大;而强度损失率均随着温度升高呈先减小后增大的趋势,但临界温度不同,立方体抗压强度和劈裂抗拉强度的临界温度为300 ℃,而轴心抗压强度的临界温度为200 ℃,此外,300 ℃后轴心抗压强度损失率高于立方体抗压强度,800 ℃后强度损失率均超80%,宏观强度退化的根本原因是基体微观形貌的劣化;掺有聚丙烯(PP)纤维的RPC试件高温后强度损失率相对较小,且当钢纤维掺量为2%(体积分数)时,PP纤维的最佳掺量为0.15%(体积分数)。通过回归分析,建立了RPC强度损失率与温度和PP纤维掺量间的计算公式。     

混杂纤维混凝土高温后力学性能研究

为研究玄武岩-纤维素混杂纤维混凝土高温后的力学性能,对不同玄武岩纤维长度(6 mm、12 mm、30 mm)及不同温度(20℃、200℃、400℃、600℃)下的混杂纤维混凝土进行了立方体抗压及劈裂抗拉试验。结果表明:普通混凝土在200℃下抗压强度达到峰值,而混杂纤维混凝土的抗压强度则在400℃时达到最高,随后抗压强度逐渐减小;普通混凝土与纤维混凝土的劈裂抗拉强度均随温度升高而下降,600℃后,混凝土的劈裂抗拉强度残余率仅剩64.9%;当玄武岩纤维长度为12 mm时,混杂纤维混凝土的耐高温能力最强,在600℃时,其抗压强度、劈裂抗拉强度残余率分别为84.8%、68.6%。     

钢-高强高模量聚乙烯纤维混凝土高温后力学性能研究

利用钢纤维与高强高模量聚乙烯纤维结合,研发了新型的混杂纤维增强混凝土,对其在常温、高温条件下的力学性能展开试验研究,并得到了纤维掺量对其力学性能的影响规律.结果表明,在常温下当两者掺量比为50:1时,混凝土抗压强度达到最大值;当温度为550℃时,混杂纤维混凝土相对抗压强度达到峰值,温度高于550℃后,混杂纤维混凝土相对抗压强度明显下降.     

玄武岩纤维对高强灌浆料耐高温性能的影响

本文研究了不同掺量、不同长度短切玄武岩纤维对高强灌浆料耐高温性能的影响,主要对玄武岩纤维对高强灌浆料在不同受火温度及300℃热震处理后的强度损失、体积变化和质量变化等的影响进行了评价。结果表明:玄武岩纤维能够提高灌浆料不同温度受火处理后的强度比,特别是抗折强度比,并且能够减小受火后灌浆料的收缩和质量损失。在300℃热震处理的条件下,玄武岩纤维能够提高灌浆料的抗压强度比,并且大幅度减少因热震造成的膨胀。     

高温后再生保温混凝土抗压以及变形性能研究

制备了不同再生骨料掺量的保温混凝土试件,进行了100℃~700℃的高温试验,测试了混凝土试件高温后的质量损失率和单轴抗压强度,分析了试件的受压破坏过程和变形性能随再生骨料取代率和试验温度的变化规律。研究结果表明:(1)在相同温度下,混凝土的质量损失率随再生骨料取代率的升高而增大;(2)混凝土试件在小于300℃时表现为脆性特征,在大于500℃后表现为塑性特征;(3)混凝土的峰值抗压强度随温度的增大而减小,随再生骨料取代率的升高而先增大后减小;(4)混凝土的峰值应变随温度和再生骨料取代率的增大而增大。     

高温后钢纤维加强混凝土有效导热系数计算方法

钢纤维加强混凝土(SFRC)的导热系数是结构抗火性能模拟的重要参数,快速准确获得其高温前后导热系数具有重要意义。因此提出一种SFRC导热系数细观多尺度计算方法,其特点是考虑高温下混凝土材料细观热开裂行为(裂缝热阻效应),而非利用细观组分导热系数随温度变化关系进行计算。通过试验获得砂浆、高强混凝土与钢纤维体积分数分别为1%和2%的SFRC在高温(20 ℃、60 ℃、150 ℃、300 ℃、450 ℃和600 ℃)前后的孔隙率和导热系数,以验证所提方法。结果表明:当界面热阻系数随温度线性增加时,模型与试验结果吻合较好;当温度达到600 ℃时,由界面热阻效应引起的砂浆、高强混凝土,以及纤维体积分数为1%和2%的SFRC的导热系数的降低分别约占50%、36%、7%和12%;当高强混凝土的界面热阻系数取0.4,SFRC的界面热阻系数取1.0时,高导热系数颗粒的添加对复合材料的有效导热系数没有增益作用。     

混杂纤维对活性粉末混凝土高温后抗压强度的影响

对混杂纤维活性粉末混凝土(RPC)不同温度等级作用并烧透(试件中心内置热电偶达到目标温度)后抗压强度进行了测试,研究了钢纤维和聚丙烯掺量对RPC抗压强度的影响.结果表明,RPC混凝土的抗压强度随着作用温度的升高总体呈下降趋势,钢纤维可以有效提高RPC混凝土抗压强度,而聚丙烯纤维可以改善RPC高温后性能和抑制爆裂,混杂纤维可优势互补.基于实验结果,给出了在钢纤维体积掺量2％,同时混掺聚丙烯体积掺量0、0.1％和0.2％下的RPC平均抗压强度与受火温度的关系式.     

实时高温下钢纤维混凝土的力学特性及其声发射响应

对普通混凝土、钢纤维混凝土进行高温下的单轴压缩试验,采用声发射技术对混凝土在高温下的实时损伤进行全程监测。研究结果表明,相比于同温度段普通混凝土,在力学性能方面,20~600 ℃四个温度段钢纤维混凝土的抗压强度分别提高了12.07%、4.15%、11.25%、3.24%,残余强度分别提高了2.67 MPa、3.51 MPa、0.98 MPa、2.74 MPa,并且应力曲线的延性更好。在声发射方面,钢纤维混凝土在受压过程中释放的能量更大,其声发射信号的强度和频度更高,声发射信号密集波段更长,并且其振铃累计计数最大值也更大,混凝土的宏观力学性能与其声发射响应具有较好的对应关系。钢纤维的掺入可以延缓混凝土在实时高温下的劣化损伤。     

基于机器学习的高温后聚丙烯纤维混凝土强度预测

影响高温后聚丙烯纤维混凝土(PFRC)力学性能的因素众多,因此相关试验的周期长,试验量大。如何利用现有试验数据预测高温后聚丙烯纤维混凝土的强度能够有效提高试验效率,为实际工程提供参考。通过研究纤维尺度、纤维掺量和温度对混凝土强度的影响,建立纤维尺度、掺量和温度为因子的回归树(RT)、支持向量机回归(SVR)和BP神经网络三种模型。将聚丙烯纤维混凝土在不同受热温度(20 ℃、200 ℃、400 ℃、600 ℃、800 ℃)下的劈裂抗拉强度和抗压强度试验值与预测值进行比较,结果表明:三种模型均能以较高的精度预测高温后聚丙烯纤维混凝土的劈裂抗拉强度和抗压强度;与实测值相比,三种模型预测值与实测值的相对误差基本控制在15%以内,个别数据出现较大预测误差;比较三种模型的平均绝对误差(MAE)和平均相关系数R²,人工神经网络(ANN)模型的预测结果较好,验证了基于机器学习的高温后聚丙烯纤维混凝土力学性能预测的可靠性。     

高温作用下不同掺量玄武岩纤维混凝土力学性能研究

为了研究高温作用下玄武岩纤维混凝土的力学性能,分析不同温度作用下的混凝土(玄武岩纤维掺量分别为0、0.2%和0.4%)的物理变化,并结合单轴压缩试验,进一步研究高温对混凝土力学性能的影响。结果表明:基准混凝土与玄武岩纤维混凝土随着温度的升高,其烧失量均逐渐增加,玄武岩纤维的掺加对高温作用下混凝土水分消散阻止作用较小;表面所产生裂纹数逐渐增加,基准混凝土所产生的裂纹无论是数量还是长度与宽度均为最大。可见,玄武岩纤维在混凝土高温时所起作用主要为减少混凝土爆裂现象的产生;抗压强度均表现为先升高后降低的趋势,其中相同温度时,玄武岩纤维混凝土强度始终高于基准混凝土,且随着纤维掺量的增加而增加;由于玄武岩纤维具有较好的阻裂效果,因此当试样破坏时,玄武岩纤维混凝土破坏程度小于基准混凝土。玄武岩纤维在高温作用下主要作用为减少爆裂现象对水分蒸发的影响较小。     

高温下钢筋与混凝土粘结锚固性能试验研究

为研究温度对钢筋与混凝土粘结性能的影响,通过制作30个标准立方体试块、8个温度场试件及15个中心拉拔试件,分别完成了室温(20℃)、100℃、200℃、400℃、600℃下标准立方体试块抗压试验与抗拉劈裂试验、拉拔试件温度场试验及中心拉拔试验.分析了高温作用对混凝土抗压强度与抗拉强度的影响,根据温度场试验研究结果,提出一种简易的高温下中心拉拔试验方法,在此基础上研究了高温下钢筋与混凝土粘结性能退化规律.基于Harajli模型综合考虑温度对粘结强度、峰值滑移及试件破坏模式的影响,提出了高温下钢筋与混凝土粘结-滑移本构模型.试验结果表明:高温下混凝土强度、钢筋与混凝土的粘结强度随温度升高整体呈下降趋势,但在100℃时发生陡降现象,高温下钢筋与混凝土的粘结强度变化趋势与混凝土抗拉强度相近.最后提出了高温下钢筋与混凝土的粘结-滑移本构模型,并验证了模型的适用性.