混杂纤维对C60HPC高温后劈拉强度及超声声速的影响

为了改善高强高性能混凝土的脆性及高温性能,将钢纤维与聚丙烯纤维混杂掺入C60HPC,研究其对混凝土劈拉强度以及超声声速的影响。设计了素混凝土、混掺钢纤维(体积掺量1.0%)和聚丙烯纤维(体积掺量0、0.1%、0.2%)组合的4种C60HPC,制作标准立方体试件由行高温(20～700℃)试验,测试混凝土试件的劈拉强度及超声波速,分析其随受火温度的变化规律。结果表明:C60HPC试件的劈拉强度及超声声速均随受火温度的升高基本均呈线性降低趋势;相同受火温度作用后,掺钢纤维的HPC较素混凝土劈拉强度及超声波速均有明显提高,混掺钢纤维和聚丙烯纤维混凝土较素混凝土的劈拉强度及超声波速有进一步提高,混掺纤维有利于改善高强高性能混凝土的脆性及高温性能,最优混掺组合为1.0%钢纤维和0.2%聚丙烯纤维。     

聚丙烯纤维对混凝土高温后性能的影响

为研究聚丙烯纤维对C80高性能混凝土（简称“HPC”）的高温后劈拉强度的影响,对素C80HPC及掺加0.1%和0.2%的C80HPC进行高温试验,观察记录混凝土的爆裂情况,并对试件进行劈拉强度试验,利用红外热像仪检测C80HPC试件断面的红外温升,分析HPC的劈拉强度、红外温升与受火温度的关系。结果表明,在C80HPC中掺入0.1%的聚丙烯纤维可以抑制爆裂的发生;HPC的劈拉强度均随受火温度的升高而不断下降,掺入聚丙烯纤维会降低HPC的劈拉强度;建立的受火温度与红外平均温升、劈拉强度的回归方程可用于火灾后HPC的火灾温度、剩余强度的鉴定及后期建筑恢复。     

混杂纤维对C60 HPC高温性能的影响

为了研究混杂纤维对C60高性能混凝土(简称"HPC")高温性能的影响,对掺混杂纤维的C60 HPC进行模拟火灾试验,利用红外热像仪检测HPC试件红外热像平均温升,并分别测试HPC试件抗压强度和劈拉强度,分析HPC抗压强度、劈拉强度、平均温升与受火温度的关系。结果表明,随受火温度提高,PS11和PS21试件红外热像平均温升均呈上升趋势;PS11和PS21试件的抗压强度总体呈下降趋势,但均在400℃出现反弹。分析认为,200~400℃时,聚丙烯纤维熔化所形成的孔道,缓解了混凝土内部的蒸汽压,一定程度上提高了HPC的高温性能;钢纤维可以显著改善HPC高温力学性能。     

PP纤维及冷却方式对C60 HPC 高温损伤红外热像的影响

对聚丙烯(PP)纤维体积掺量为0、0.2%、0.3%(编号为P0、P2、P3)的C60高性能混凝土(简称HPC)进行模拟火灾试验,采用自然冷却和喷水冷却方式分别将试件冷却至常温。利用红外热像仪检测HPC平均温升,测试HPC抗压强度,分析不同冷却方式及PP纤维掺量对经受不同受火温度后的C60 HPC红外温升和抗压强度的影响。结果表明:随受火温度的提高,HPC的红外热像平均温升均呈上升趋势,其中P3红外热像平均温升最大、P0最小,喷水冷却下试件的红外热像平均温升均大于自然冷却的红外热像平均温升;抗压强度总体呈下降趋势,但300℃后自然冷却下的抗压强度有反弹现象,喷水冷却下作用温度小于300℃的混凝土抗压强度下降幅度较小,其中两种冷却方式下,P3抗压强度始终最小,受火温度200、300℃时,P2抗压强度大于P0。作用温度高于300℃后,喷水冷却下试件的抗压强度均小于自然冷却的抗压强度。总体,PP纤维适宜掺量为0.2%,喷水冷却对混凝土火灾损伤趋于严重;300℃之前,PP纤维融化可降低混凝土内部蒸汽压,改善HPC的高温性能。     

聚丙烯纤维对C80HPC高温后力学性能的影响

为了研究聚丙烯纤维对C80高强高性能混凝土高温爆裂及其力学性能的影响,对C80HPC和C80PPHPC进行高温后力学性能的研究,分析C80HPC和C80PPHPC的轴压强度、弹性模量、劈拉强度与不同受火温度之间的关系。试验结果表明：C80HPC和C80PPHPC的轴压强度、弹性模量和劈拉强度均随受火温度的升高而下降,C80PPHPC轴压强度、劈拉强度总体较C80HPC略高;200 ℃前C80PPHPC弹性模量值略大于C80HPC弹性模量值;经受300~600 ℃高温作用,C80HPC部分试件发生爆裂,而C80PPHPC均未爆裂,表明掺加聚丙烯纤维能够抑制爆裂和降低高温对高性能混凝土力学性能的损伤。     

高强高性能混凝土高温后超声检测及压汞分析

为了研究高温后高强高性能混凝土的抗爆裂性能,对掺加0、0.2%聚丙烯纤维的C60高强高性能混凝土进行模拟高温试验,测试高温后混凝土的超声参数及轴心抗压强度,建立混凝土超声声速与受火温度及轴心抗压强度的关系;对常温、300、500、700℃分别掺加0、0.2%纤维的高强高性能混凝土进行压汞实验,分析纤维对混凝土内部孔隙影响。结果表明:随受火温度的提高,混凝土高温损伤趋于严重,总孔隙率、平均孔径、宏观孔所占比例均趋于增大。掺加纤维的有利方面主要体现在纤维受热熔化,降低了混凝土内部的蒸汽压力,减轻了劣化程度,高温后掺纤维混凝土比素混凝土超声声速、轴心抗压强度有所提高,平均孔径、宏观孔比例较小,一定程度上改善了混凝土的高温性能。     

基于X-CT的C60高性能混凝土高温细观结构损伤研究

采用X射线计算机断层扫描(X-CT)技术,对20～600℃下C60高性能混凝土(HPC)和掺0.2%聚丙烯纤维C60高性能混凝土(PPHPC)的细观结构进行试验研究,旨在分析高温及聚丙烯纤维对高性能混凝土内部细观结构损伤及劣化衍化的影响,揭示高性能混凝土高温爆裂及聚丙烯纤维改善其高温性能的机理.结果表明:随着温度的升高,混凝土的孔隙率、平均孔径不断增加,裂缝长度、宽度、面积及周长均有所发展,内部细观结构不断劣化,抗压强度随之降低;400℃高温作用后,PPHPC内部孔隙数量较HPC有所增加;X-CT图像直观表明PPHPC劣化滞后于HPC,PPHPC孔隙增长率及抗压强度损失率均较HPC低;受火温度与缺陷率是影响混凝土强度的主要因素,掺聚丙烯纤维可以改善HPC的高温性能.     

纤维及二次养护对C60 HPC高温后强度的影响

为研究纤维及二次养护对C60高性能混凝土(high performance concrete, HPC)高温后强度的影响,对掺加聚丙烯纤维、钢纤维及混杂纤维(聚丙烯纤维和钢纤维混掺)的C60 HPC进行模拟火灾试验;待试件冷却至常温(20℃)后,分别设计2组试验(一组为直接加载,另一组为继续标准养护14 d后进行加载),测定其抗压强度和劈裂抗拉强度。试验结果表明:随受火温度升高,各纤维掺量C60 HPC抗压强度和劈裂抗拉强度均下降;与不掺或单掺纤维相比,混掺纤维可显著降低高温对混凝土的损伤;对高温后C60 HPC进行二次养护可使其抗压强度和劈裂抗拉强度得到一定程度回升。     

钢纤维混凝土高温后力学强度研究

对钢纤维混凝土进行最高温度分别为100℃，300℃，500℃，700℃，900℃高温试验，考察其高温后抗压，劈拉抗折，抗剪强度的变化情况，将其残余抗压，劈拉强度率与素混凝土进行比较。结果表明，钢纤维混凝土高温后各项力学性能均明显优于素混凝土。最后还对钢纤维在高温混凝土中的作用进行了初步分析。     

高温后纤维矿渣微粉混凝土的劈拉性能

通过劈拉试验,探讨温度、矿渣掺量、钢纤维掺量、聚丙烯纤维掺量等对高温后混凝土劈拉强度及变形的影响。结果表明:随受热温度的升高,纤维矿渣微粉混凝土劈拉性能不断劣化;掺入矿渣微粉、聚丙烯纤维和钢纤维均对高温后混凝土劈拉强度起到了增强作用;随混凝土基体强度的增强,高温后纤维矿渣微粉混凝土劈拉强度逐渐提高,但劈拉强度的损失也有所增大。最后,提出了考虑温度、矿渣微粉掺量和钢纤维掺量影响的纤维矿渣微粉混凝土高温后劈拉强度计算公式。     

RPC高温后抗折强度试验及红外检测

试验控制聚丙烯纤维、玄武岩纤维体积掺量保持不变,绘制了不同钢纤维体积掺量RPC高温后抗压强度比、抗折强度的变化曲线,并采用红外无损检测技术分析照射时间对红外温升的影响,建立了RPC红外温升与受火温度、抗折强度之间的拟合曲线。试验结果表明:随着受火温度升高,混凝土抗压强度比、抗折强度呈下降趋势;混掺纤维RPC红外温升与受火温度、抗折强度具有线性关系,红外照射时间采用3 min为最佳照射时间。     

冷却方式对高温作用后C40HPC抗压及劈拉强度的影响

对C40高性能混凝土(简称HPC)不同高温作用后,采用自然冷却和喷淋冷却两种方式冷却至常温,研究其抗压强度和劈裂抗拉强度的变化。试验结果表明,两种冷却方式均使C40高性能混凝土抗压强度及劈拉强度总体呈下降趋势,但自然冷却后,混凝土抗压强度在300℃出现反弹,劈拉强度一致下降;喷淋冷却后,抗压强度和劈裂抗拉强度均一致下降。初步探讨了高温后混凝土性能劣化的机理。     

不同冷却方式下高温混凝土性能研究

对混凝土立方体试件进行高温烧结,分析了试件外观裂缝的产生和发展,质量损失率等宏观变化。通过对高温混凝土试件在不同冷却方式下的抗压强度、劈拉强度进行力学性能试验,对比出不同冷却方式下高温混凝土的抗压强度及劈拉强度的差异和变化趋势,解释了高温混凝土强度变化的原因,拟合出对应的强度变化曲线。结果表明:高温混凝土经自然冷却后出现强度反弹迹象,在400℃达到峰值39.9 MPa;喷淋冷却使得混凝土抗压强度在500℃达到峰值36.7 MPa,在500℃后,强度高于自然冷却后的混凝土强度。劈拉强度随着温度升高持续降低,800℃时强度损失达到80%。该研究可为受高温后的混凝土结构的设计、分析提供理论依据。     

掺引气剂活性粉末混凝土高温后强度退化及质量损失研究

对不同钢纤维体积掺量的掺入引气剂的活性粉末混凝土(简称RPC)试件及未掺引气剂的RPC试件进行了高温后力学性能测试和质量测量,考察了RPC在掺入引气剂或未掺引气剂时,受火温度对不同钢纤维体积掺量的RPC试件的抗压强度、抗折强度、折压比及质量损失的影响。试验结果表明,未掺引气剂的RPC在超过200℃时爆裂,且在200℃之前强度变化趋势与掺引气剂RPC的强度变化趋势一致。随着试件所受高温温度的升高,试件强度整体呈现阶梯下降趋势;400℃以前,钢纤维体积掺量对RPC强度影响甚微,400℃以后,钢纤维体积掺量越高,残余强度百分比越大。不同钢纤维体积掺量RPC试件的质量损失率趋势一致,纤维掺量对RPC质量损失率影响不大。     

超高性能混凝土高温后性能试验研究

通过对超高性能混凝土进行高温加热和高温作用后立方体抗压强度试验,研究了超高性能混凝土高温作用后的表观特征、质量损失及力学性能。对比了单掺钢纤维、单掺聚丙烯纤维和混掺钢纤维和聚丙烯纤维对超高性能混凝土高温爆裂的抑制效果,考察了温度、纤维种类和掺量、骨料(石英砂和钢渣)对超高性能混凝土强度的影响。试验结果表明:混掺1%钢纤维和2%聚丙烯纤维能有效抑制超高性能混凝土高温爆裂,在高温作用后依旧保持完整形态;钢渣骨料混杂纤维超高性能混凝土具有优异的高温力学性能,在1 000℃高温作用后仍能保持67%的残余强度;随着温度的升高,超高性能混凝土立方体抗压强度整体上表现出先升高后降低的规律;在目标温度超过600℃时,高温增强了超高性能混凝土的延性。     

钢-聚丙烯纤维高性能混凝土力学性能试验研究

进行了钢纤维与聚丙烯纤维掺量及其混杂对高性能混凝土抗压强度和劈拉强度的试验研究,探讨了不同混杂纤维组合对高性能混凝土基体力学性能的影响规律。结果表明,钢-聚丙烯纤维混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度及其纤维增强系数与钢纤维和聚丙烯纤维掺量及混杂比密切相关。钢纤维掺量较低时,抗压强度随聚丙烯纤维掺量增加先减小后增加;钢纤维掺量较大时,抗压强度随聚丙烯纤维掺量的增加一直增大;当钢纤维掺量一定时,劈裂抗拉强度随聚丙烯纤维掺量的增加先增大后减小。当钢纤维和聚丙烯纤维掺量分别为3%、0.3%时,混杂效应系数最大。     

高温后自燃煤矸石骨料混凝土的抗压性能

为保证自燃煤矸石骨料混凝土在实际工程中的安全运用,制备了172块取代率均为100%的自燃煤矸石粗、细骨料单掺以及同掺的混凝土立方体试件,进行20,100,300,450,600,750℃下的常温和高温试验.通过测定高温前后的混凝土质量、抗压强度和劈拉强度,研究了自燃煤矸石骨料混凝土的高温后性能.结果表明:随着温度升高,试件表面颜色均由青灰色变为灰褐色,最后变为灰白色;试件表面龟裂逐渐增多,其中单掺自燃煤矸石细骨料的试件出现了爆裂现象;质量烧失率随着温度升高及自燃煤矸石骨料用量的增大而增大;自燃煤矸石骨料混凝土高温后的抗压强度和劈拉强度损失皆小于普通混凝土;根据最高受火温度和质量烧失率建立了高温后自燃煤矸石骨料混凝土抗压强度评估公式,与实测结果比较后发现,两者吻合较好.     

二次受火后混凝土强度变化规律的试验研究

为了研究二次受火后双掺粉煤灰和矿粉的混凝土残余抗压强度及质量损失的变化规律,共设计了13组试验,考虑常温,100℃,300℃,500℃四个温度,分析了一次、二次受火温度及受火顺序对双掺混凝土质量损失率、破坏形态和残余抗压强度的影响.研究结果表明,混凝土二次受火后质量损失率随一次受火温度升高而降低,二次受火温度较高时,降...     

钢纤维混凝土高温应力损伤性能

研究高温对不同钢纤维掺鼍的钢纤维混凝土抗拉、劈拉强度的影响结果,对影响机理进行了简单的分析.试验结果表明:钢纤维混凝土高温后的抗压、劈拉强度随所受最高温的升高而缓慢下降,400℃以后下降稍快.与素混凝土相比,其残余强度率分别可提高30%和20%左右.采用有限元软件ANSYS对混凝土加热过程中的温度场与应力场进行分析,提出了混凝土高温下开裂损伤判据.     

高性能轻骨料混凝土高温后受压本构关系研究

通过对无纤维全轻混凝土、无纤维次轻混凝土、钢纤维全轻混凝土、钢纤维次轻混凝土进行25、200、400、600、800℃五个温度水平的高温后力学性能试验，研究高温作用对未掺钢纤维和掺入不同体积掺量钢纤维增强轻骨料混凝土力学性能的影响。研究结果表明：随受火温度升高，高性能轻骨料混凝土的强度、弹性模量逐渐下降，立方体抗压强度和弹性模量下降幅度大于轴心抗压强度，纵向峰值应变和横向变形逐渐增大，应力-应变曲线渐趋扁平，上升段线性段比例变小，曲线与横轴包围面积逐渐减小;高性能全轻和次轻混凝土均表现出比普通混凝土更好的抗火性能，但是在高温800℃后，高性能轻骨料混凝土也发生了爆裂，掺入钢纤维后并没能消除爆裂现象，但是减小了高温后试块的表面裂缝宽度；钢纤维改善了高温前后轻骨料混凝土的力学性能，使高温前后轻骨料混凝土的弹性模量和峰值应变均有一定程度的提高。通过回归分析，建立高性能轻骨料混凝土的单轴受压分段应力-应变本构方程，其与试验结果吻合较好。