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。     

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。     

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。     

C60HPC高温后剩余强度及红外检测

对素混凝土和体积掺量1%钢纤维C60高性能混凝土模拟高温试验,对高温后抗压强度、劈拉强度及红外热像进行检测,研究了混凝土红外温升与受火温度及剩余强度的关系。结果表明:C60高性能混凝土抗压强度损失率、劈拉强度损失率和红外平均温升均随受火温度升高增加;掺钢纤维HPC红外平均温升大于素混凝土,300℃之前掺钢纤维混凝土红外温升增加较快,300℃之后增长趋势减缓;掺入钢纤维有助于增加高温后剩余抗压及劈拉强度。     

高温对C80HPC抗压强度及超声波速的影响

对C80HPC试件进行抗压强度试验与超声检测,分析聚丙烯纤维掺量对HPC高温前后混凝土爆裂现象、质量损失、抗压强度、声速变化的影响和不同超声测试距离对混凝土超声速率的影响。结果表明：掺加PP纤维可以明显抑制高温爆裂对C80HPC的影响;C80HPC试件的抗压强度随受火温度的升高而降低,当受火温度在200~300 ℃时,掺聚丙烯纤维的C80HPC试件抗压强度有所反弹;随着温度的升高,C80HPC试件超声声速下降,随着测距的增加,超声声速下降,下降幅度不大,可以通过超声声速探测混凝土内部损伤缺陷。建立了C80HPC抗压强度、受火温度和超声声速的关系。     

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。     

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。     

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。     

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.     

网状聚丙烯纤维和PVA纤维对高性能混凝土高温性能的影响

本文研究了含湿量和纤维对高性能混凝土高温爆裂和高温后残余力学性能的影响。研究结果表明,含湿量是影响高性能混凝土高温爆裂的主要因素。高性能混凝土发生爆裂的温度范围是350~450℃,爆裂的临界含湿量为63%~75%。试件含湿量越高,试件爆裂的频率和损伤程度越大。单掺体积分数为0.05%的网状聚丙烯纤维或PVA纤维即可防止高性能混凝土发生高温爆裂,纤维掺量越高,高性能混凝土高温损伤程度越小。单掺网状聚丙烯纤维和PVA纤维改善了高性能混凝土高温后残余抗压强度、残余劈拉强度和残余断裂能。     

聚丙烯纤维对高温作用下C60HPC板热应变的影响

为了改善混凝土板在高温作用下热应变的变化程度,本文将聚丙烯纤维(简称PP)掺入到C60HPC小板中,研究其对混凝土热应变及温度传递的影响,试验设计了素混凝土、PP体积掺量分别为0.1%、0.2%、0.3%的4块C60HPC小板,模拟高温试验,测试混凝土小板不同深度处(距离小板受火底部25、50、75 mm)的温度及对应的热应变值,分析热应变值随时间和受火温度的变化规律,研究PP纤维对C60HPC小板热应变的影响。结果表明:不同PP纤维掺量的C60HPC小板在不同深度处的热应变值随着时间的变化基本呈直线上升的变化规律;掺PP纤维对高温作用下C60HPC小板的热应变有一定的抑制作用,最优PP纤维掺量为0.2%;在一定温度范围内,PP纤维掺量为0.2%的C60HPC小板热应变和温度基本呈二次函数关系,相关性较好。     

橡胶粉对C60 HPC高温后力学性能的影响

为研究橡胶粉对C60 高性能混凝土高温后断裂性能的影响,对橡胶粉掺量为5%和8%的C60 HPC 进行高温试验,测定不同高温后试件的抗压强度及劈裂抗拉强度,并基于双K 断裂理论对试件进行三点弯曲断裂试验,计算断裂参数,绘制起裂韧度、失稳韧度随温度的变化曲线。结果表明,随着温度上升,C60HPC 抗压强度和劈裂抗拉强度呈下降趋势,掺加橡胶粉会降低C60 HPC 的力学性能。400 ℃内C60 HPC 的起裂韧度和失稳韧度降幅为8.7%和12.2%,400~600 ℃时,起裂韧度和失稳韧度降幅均超过50%。拟合结果表明,掺加橡胶粉C60 HPC 的起裂韧度和失稳韧度损失阈值分别为400 ℃和500 ℃。     

高温后混杂纤维混凝土抗压强度

通过混杂纤维混凝土试块的高温后抗压试验,分析了温度、纤维类别和纤维体积率、混凝土基体强度等级对混凝土高温后抗压强度的影响。结果表明:随着经历温度的升高,混杂纤维混凝土高温后的抗压强度及高温后与常温下抗压强度比在400℃之后下降幅度较大;适宜掺量的钢纤维(1%纤维体积率)和聚丙烯纤维(0.1%纤维体积率)能较好的提高混杂纤维混凝土高温后的抗压强度。在试验研究的基础上,建立了考虑温度、钢纤维和聚丙烯纤维体积率共同影响的高温后混杂纤维混凝土抗压强度计算模型,为纤维混凝土结构的抗火设计及灾后处理提供了理论依据。     

掺聚丙烯纤维改善C120超高强混凝土脆性的试验研究

以C120超高强混凝土为基准,掺入聚丙烯纤维进行了混凝土的早期收缩、断裂性能、劈裂抗拉、高温脆性爆裂试验。试验结果表明:聚丙烯纤维限制了混凝土裂缝的发展;随着纤维掺量的增加,混凝土的韧性也随之增加;掺聚丙烯纤维后C120混凝土的劈裂抗拉强度和拉压比均有所提高,混凝土的脆性得到明显改善;克服了高温脆爆现象,实现了C120超高强混凝土的高性能化。     

混杂纤维轻骨料混凝土力学性能试验研究

针对当前高层建筑物中普通混凝土自重大,而轻骨料混凝土强度较普通混凝土低的现状,以不同玄武岩纤维体积率(V_b)、聚丙烯纤维体积率(V_p)和陶粒代取代率(R_c)为影响因素,利用正交试验法设计了9组混杂纤维轻骨料混凝土(HF-LWC),进行了抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度试验,并基于试验结果建立了强度预测模型。结果表明:三种因素对抗折强度的提升幅度大于对抗压强度和劈裂抗拉强度的提升幅度,最大增幅为45.23%;随着V_b的增加,HF-LWC的强度逐渐增大,且V_b对HF-LWC强度的影响最显著;当V_b为0.2%、V_p为0.1%、R_c为10%时,HF-LWC强度最佳;拟合得出的HF-LWC抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度模型的精度较高。     

GFRP筋的高温蠕变性能试验分析

通过对21组,共72根不同应力状态、不同温度下GFRP筋的蠕变性能进行的试验和分析,表明:随时间的延长GFRP筋的应变逐渐增大,而同一应力水平的GFRP筋试件随温度的升高,应变有增大的趋势。根据试验结果,可以确定预应力GFRP筋增强混凝土构件在火灾高温条件下GFRP筋的预应力损失值。     

复合纤维对高性能混凝土高温性能的影响研究

针对高性能混凝土的防火与抗爆裂性能低的特点 ,采用低熔点 (聚丙烯纤维 )及高熔点纤维 (钢纤维 )复合的方法 ,对高性能混凝土高温性能 (抗折强度、抗压强度及劈裂抗拉强度、抗爆裂性能 )进行改善。研究表明 ,80 0℃时 ,复合纤维混凝土的抗折强度剩余率约 15 % ,明显高于基准混凝土的抗折强度剩余率 (约6 % ) ;抗压强度剩余率约 15 % ,与基准混凝土的强度剩余率相当 (约 15 % ) ;劈裂抗拉强度剩余率约 2 0 % ,明显高于基准混凝土的抗折强度剩余率 (约 10 % )。另外 ,复合纤维对改善混凝土的抗爆裂性能特别有效 ,同时分析了复合纤维改善高性能混凝土高温性能的作用机理。     

高温后混凝土劈裂抗拉强度实验研究

为探究高温后混凝土劈裂抗拉强度变化,选取本地区常用的混凝土配合比,制作尺寸为100 mm×100 mm×100 mm的C30和C40两种强度等级的混凝土试块共156块,分别在受火时间60 min和90 min、自然冷却和喷水冷却、高温后静置1 d和14 d的不同工况下进行火灾实验,得到不同受火时间、不同冷却方式、不同静置时间、不同强度等级影响下的高温后混凝土劈裂抗拉强度,进一步分析了不同工况的影响程度,为高温后建筑结构或构件的鉴定评估和加固设计提供依据。