公路隧道衬砌高性能混凝土的高温烧损试验研究

利用自行设计高温压力加载试验装置,研究了高温后受损衬砌高性能混凝土(HPC)残余抗压强度在不同条件下随温度劣化的规律和定量关系,建立了火灾后隧道衬砌HPC残余抗压强度与火场温度之间的数学关系式.研究表明:高等级的HPC强度很高,但其抗火性能很差;在高温过程中及自然冷却条件下,HPC残余抗压强度总体上呈降低趋势,在300℃时,C50HPC残余抗压强度有小幅增加;射水冷却条件下,HPC残余抗压强度随着温度升高一直呈衰减状态;相同加热温度等级条件下,高温过程中HPC的残余抗压强度略高于自然冷却后HPC的残余抗压强度,自然冷却后HPC的残余抗压强度高于射水冷却后HPC的残余抗压强度.     

高温破坏时纤维增强混凝土的性能研究

对纤维增强高性能混凝土在高温下的力学特征和剥落趋势进行了试验研究．制备3种类型的混凝土：普通混凝土（NSC）和高性能混凝土（HPC1、HPC2）．高性能混凝土为分别在普通混凝土中加入5kg／m^3的聚丙烯纤维或40kg／m^3的钢纤维而制成．在龄期达到120d时加热试件,温度分别为100℃、300℃、500℃和700℃,然后冷却,测试其抗拉强度、抗压强度、弹性模量和超声脉冲速度．对比试验在室温20℃下进行．结果表明：NSC和HPCI的残余强度在500℃、700℃几乎为线性降低;而HPC2的残余强度在300℃则急剧降低,在两种HPC中,均发生了爆裂剥落现象．     

不同冷却方式对高温后混凝土性能退化研究

对在不同受热温度、不同冷却方式下的不同尺寸混凝土立方体试块的全应力-应变曲线进行测试,分析了高温后冷却环境对混凝土性能退化的影响.结果表明,与常温混凝土试块相比,受热温度和冷却方式对高温后混凝土强度和变形性能有较大的影响,随温度的升高,自然冷却和喷淋冷却的试块峰值应力逐渐减小,但极限受压变形性能较常温均增大.不同冷却方式对混凝土的抗压强度的影响不同:在250℃高温后采用"自然冷却"方式下的试块抗压强度较"喷淋冷却"方式强度高;而450℃和650℃高温后"自然冷却"方式下的强度较"喷淋冷却"方式的抗压强度低;850℃高温后的混凝土在正常环境放置7 d后发生坍塌,强度完全丧失.同时提出不同尺寸的试块高温后抗压强度的尺寸效应系数.     

正面角焊缝连接高温后的强度试验

为研究高温过火对正面角焊缝残余强度的影响规律,对43个Q345B钢材双盖板正面角焊缝连接试件进行高温冷却后的拉伸试验.试件统一设计为正面角焊缝发生断裂,试验参数为过火温度和冷却方式,其中过火温度介于200~900℃,冷却方式包括自然冷却和泼水冷却.结果表明,高温自然冷却后正面角焊缝破坏面角度平均值为19°,泼水冷却后为16°,与理论值45°相差较大;正面角焊缝残余强度随过火温度的升高而下降,泼水冷却情况下强度降低更显著,最大降低幅度达到37%;采用三直线模型计算高温后残余强度降低系数,计算结果与试验值吻合良好.可供火灾后钢结构安全性鉴定参考.     

高温作用后混凝土力学性能试验研究

混凝土试样经历200～1 000℃高温作用后,用洒水冷却或自然冷却,利用RMT-150B岩石力学试验系统对其进行巴西劈裂和单轴压缩试验.研究其纵波波速、抗压强度、抗拉强度、平均模量以及极限应变等与经历高温之间的关系.试验结果表明,试样抗压强度、抗拉强度、平均模量、纵波波速随温度的升高而降低,峰值应变则随温度的升高而增大;抗拉强度、抗压强度与温度的关系用指数函数表征,平均模量与高温的关系用乘幂函数表征;纵波速度与强度、平均模量成正相关,具有一定的统计关系.冷却方式对抗压强度、抗拉强度、平均模量、峰值应变以及破坏特征影响不明显.试验结果为预测和评估混凝土火灾后的稳定性和安全性以及修复加固设计提供参考依据.     

高温后再生混凝土的残余抗折强度

完成了150块不同再生粗骨料取代率（0%、30％、50%、70％、100％）下再生混凝土棱柱体试块在20℃～800℃下的高温试验。通过对高温中和高温后试验现象与数据的对比,研究了高温后再生混凝土的残余抗折强度,分析了高温后再生混凝土的残余抗折强度与经历温度之间的相互关系与变化特点,同时与已有高温后再生混凝土的残余抗压强度进行了对比分析。最后,提出了基于试验统计的再生混凝土残余抗折强度与经历温度之间的建议公式。结果表明：随经历温度的升高,高温后再生混凝土的残余抗折强度整体上逐渐下降;与残余抗压强度相比,再生粗骨料取代率对高温后再生混凝土的残余抗折强度影响不明显。     

高温作用对大掺量粉煤灰混凝土力学性能影响

研究了高温作用对大掺量粉煤灰混凝土(HFCC)立方体力学性能的影响,探讨了不同加热温度、不同粉煤灰掺量与HFCC残余强度的关系.将粉煤灰掺量30%、40%和50%的混凝土立方体试块加热至250,450,550和650℃进行强度测试,并与素混凝土(不掺粉煤灰)试块进行对比.研究结果表明,随着温度升高,HFCC残余抗压、劈裂抗拉强度均出现明显退化,劈裂抗拉强度退化尤为明显;随着粉煤灰的掺入,粉煤灰掺量对强度退化率的影响具有复杂性:高温后HFCC抗压强度退化率均低于普通混凝土强度退化率;劈裂抗拉强度退化率除粉煤灰掺量30%外均低于普通混凝土退化率.在试验基础上建立HFCC高温后立方体残余抗压强度、残余劈裂抗拉强度与温度、粉煤灰掺量的定量关系,为高温后HFCC材料强度评估及修复提供依据.     

高温后长龄期在役混凝土抗压强度研究及微观分析

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20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,当受火温度 T≤300℃时,在役混凝土相对残余抗压强度略低;当 T＞700℃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。     

防火涂层对高温后混凝土抗压强度的影响

对126个涂有防火层的C50混凝土试件进行高温作用,自然冷却后对其进行抗压强度试验.通过对有、无防火涂层试件的损伤形态对比分析及对高温后损伤试件的抗压强度试验,探讨了防火涂层对混凝土高温作用后抗压性能的影响程度,得到了高温作用后试件抗压强度与防火涂层厚度、强度折减系数与防火涂层厚度的回归计算公式.试验研究表明,防火涂层对混凝土构件遭受高温作用有较好的保护作用.因此对于特殊区域采用防火涂层的混凝土结构,在遭受高温作用后的灾损性能进行研究是很有必要的,对混凝土结构抗火设计及规范制定提供一定参考.     

高温后水泥基灌浆料低周重复荷载作用下的受力性能

针对不同掺水率(12%,14%,16%)、受热温度(150,300,450,600℃)和冷却方式(自然冷却、喷水冷却),对高温冷却后水泥基灌浆料棱柱体在低周重复荷载作用下的受力性能进行了试验研究.结果表明:水泥基灌浆料棱柱的峰值应力随受热温度升高而降低,喷水冷却下峰值应力下降速率略快于自然冷却下峰值应力下降速率;峰值应变随受热温度升高而增大,且喷水冷却峰值应变大于自然冷却峰值应变.随着受火温度的升高,冷却方式对水泥基灌浆料棱柱体试块在低周重复荷载作用下的应力-应变曲线影响明显,喷水冷却下试块的应力-应变曲线较自然冷却下更为饱满,残余塑性变形更大.