碳化高温后混凝土力学性能的试验研究

通过对混凝土试件进行碳化高温试验,研究混凝土碳化深度、质量损失及碳化高温后抗压与抗折强度的变化规律,分析碳化高温后混凝土力学性能衰减机理,建立基于碳化高温后混凝土质量损失率的抗压强度及抗折强度计算式。研究表明：随着碳化的不断进行,混凝土碳化深度和质量损失随之增大;碳化龄期为7,14,28 d时,混凝土抗压强度随温度升高先减小后增大然后再减小,碳化龄期为14,28 d的抗压强度峰值出现在400℃;混凝土抗折强度总体趋势是随温度升高而降低,但在碳化龄期14,28 d、温度200℃时,其抗折强度略有升高。利用基于碳化高温后混凝土质量损失率的抗压及抗折强度计算式,可预估不同碳化龄期、不同温度下混凝土的抗压、抗折强度。     

高温后沙漠砂混凝土抗压强度恢复试验研究

采用不同替代率沙漠砂制备沙漠砂混凝土,研究其高温后经二次养护抗压性能。通过高温后沙漠砂混凝土抗压强度试验,分析试件质量损失变化及温度、沙漠砂替代率对抗压强度影响;通过二次养护后抗压强度及SEM试验,分析二次养护龄期和方式对沙漠砂混凝土抗压强度和微观结构影响。试验结果表明：随温度升高,沙漠砂混凝土质量损失率逐渐增大,抗压强度逐渐减小;随沙漠砂替代率增加,抗压强度呈先增大后减小趋势;高温后沙漠砂混凝土内部孔洞、微裂缝数量增多,微观结构劣化严重。高温后沙漠砂混凝土经过二次养护,随养护龄期增加,抗压强度恢复率呈先增大,到达峰值后呈下降或持平趋势。     

机制砂取代率对高温后混凝土性能的影响

研究了不同机制砂取代率对混凝土表观密度和高温后混凝土试件颜色变化、质量损失以及抗压强度的影响，建立了机制砂取代率与混凝土的表观密度、不同机制砂取代率下的温度与混凝土的质量损失率、不同机制砂取代率下的温度与混凝土的抗压强度损失的关系。结果表明：随着机制砂取代率的提高，混凝土的表观密度逐渐增大；当温度为200～1 000℃时，混凝土试件颜色由灰色变至红色再到白色，且温度越高试件开裂及脱落现象越严重，质量损失也越大，全机制砂混凝土的质量损失低于全河砂混凝土；当温度为200℃时，混凝土的抗压强度损失率逐渐降低；当温度超过200℃时，混凝土的抗压强度损失率先升高后降低，20%机制砂取代率下，其抗压强度损失率最高，全河砂混凝土的抗压强度损失率最低；基于试验数据建立的拟合函数的拟合度较高。     

高温作用后钼尾矿混凝土单轴受压性能试验研究

为研究钼尾矿混凝土高温后的单轴受压力学性能,进行了不同目标温度（20,200,300,400,600,800 ℃）条件下钼尾矿混凝土的轴心抗压强度、峰值应变、弹性模量、泊松比、破坏形态及质量变化的试验研究。结果表明：钼尾矿混凝土试件的质量损失率随温度的升高而增加,在800 ℃时质量损失率平均为6.52%;轴心抗压强度随温度的升高而逐渐降低,800 ℃时与常温相比平均降低70.04%,且随钼尾矿掺量的增加而降低;而峰值应变随温度的升高先减后增;弹性模量和泊松比都随温度的升高而降低,在800 ℃时弹性模量和泊松比平均比常温降低88.22%和35.66%。对于弹性模量,大体上随着钼尾矿掺量的增大而减小;而对于泊松比,钼尾矿掺量100%的混凝土略大于掺量50%的混凝土。根据试验结果,建立了钼尾矿混凝土高温后的单轴受压应力-应变本构方程。     

高温后不同冷却方式下自密实混凝土力学性能研究

对54个标准立方体和27个标准棱柱体C40自密实混凝土试件高温后,采用自然冷却和喷水冷却两种方式下的力学性能进行研究,并观察试块的表观特征及测量高温后损失率,结果表明:两种冷却方式下,500℃时混凝土试块的表观特征均发生显著变化;高温后质量损失率和峰值应变随温度升高而增大,弹性模量随温度升高而下降;试块的抗压强度、劈拉...     

橡胶集料改性混凝土高温后力学性能试验研究

通过对三种不同橡胶掺量的混凝土试件进行高温试验,研究了橡胶混凝土经历不同高温作用后,试件表观变化现象、质量损失、抗压强度和劈裂抗拉强度,以及弹性模量的衰减规律。试验结果表明,高温作用后,橡胶集料改性混凝土的各项力学指标衰减随橡胶掺量的增加而增大,随受热温度的升高而增大,500℃高温作用后出现陡降。     

页岩陶粒轻骨料混凝土高温后蠕变特性

为探究高温对页岩陶粒轻骨料混凝土(SCLAC)蠕变特性的影响,进行了室温至800℃后SCLAC单轴压缩试验、分级压缩蠕变试验和扫描电镜(SEM)试验,分析了SCLAC质量损失、抗压强度损失、蠕变特性及微观结构特征.结果 表明:随温度升高,SCLAC的内部微观结构变得疏松,质量、抗压强度逐渐降低,800℃后质量损失率为9.54％,抗压强度损失率为63.88％;随温度升高和应力水平增加,蠕变应变和蠕变速率增大,蠕变历时和蠕变破坏临界应力水平减小;温度高于600℃时蠕变应变明显增大,在相同应力水平下,与室温相比600℃后的蠕变应变增加了82.76％.基于试验结果对Burgers蠕变模型参数进行辨识,所得理论曲线与减速蠕变阶段和等速蠕变阶段的试验数据吻合较好.     

活性粉末混凝土高温后性能劣化及微观结构EI北大核心CSCD

研究了活性粉末混凝土(RPC)从常温升温到800℃后的外观变化、质量损失、抗压强度损失等劣化过程.采用超声检测评估了RPC高温后的损伤,建立了超声参数与目标温度、抗压强度损失率的关系,并用扫描电镜(SEM)观察了不同温度后RPC的微观结构变化.结果表明:随着温度的升高,试件的颜色由深变浅,质量损失率增大,抗压强度损失率增大;采用相对波速和损伤度来评估RPC高温后的性能劣化是可行的,回归公式拟合度较高,而相对主频和相对幅值表征试件的性能变化不显著;基体的微观形貌在300℃后随温度升高而不断恶化,宏观体现为抗压强度损失,800℃后抗压强度损失率超过80%,RPC微观结构的劣化是其宏观力学性能劣化的根本原因.     

高掺量矿渣混凝土高温后性能劣化研究

为研究矿渣粉掺量及受火温度对混凝土质量损失、抗压强度、劈裂抗拉强度及弹性模量的影响,采用50%、60%和70%的矿渣粉掺量的等量替代水泥,考虑了常温,200,300,400,500,600,700℃共7种温度,采用自然冷却方式,对混凝土试样进行物理和力学试验。结果表明:掺量为50%的矿渣粉混凝土性能最好,矿渣粉混凝土性能随掺量的增大而降低。矿渣粉混凝土质量损失率随温度升高而增加;矿渣粉混凝土在受火温度低于400℃时抗压强度略有提高,高于400℃之后抗压强度迅速降低;劈裂抗拉强度在200℃时最高,之后随温度升高迅速降低;弹性模量随温度升高迅速降低。     

纳米SiO2增强高强套筒灌浆料及高温后性能试验研究

研究了常温下不同纳米SiO₂(NS)掺量(0、0.4%、0.8%、1.2%、1.6%、2.0%)对高强套筒灌浆料流动度和强度的影响,以及不同高温温度(150、200、250℃)下NS掺量对高强套筒灌浆料质量损失和强度的影响,并进行了微观机理分析。结果表明：常温下,NS的掺入降低了灌浆料的流动度,灌浆料的强度随NS掺量的增加先增大后降低;高温后,灌浆料的质量损失率随温度的升高逐渐增大,抗折强度逐渐降低,抗压强度先增大后降低;NS的掺入能够降低灌浆料的质量损失率和抗折强度损失率,提高抗压强度,且随着NS掺量的增加,质量损失率和抗折强度损失率先降低后增大;NS能够改善灌浆料的内部孔结构;随着温度的升高,灌浆料的内部结构先密实后疏松。     

高温后高强混凝土剪切强度与细观结构

通过高温后高强混凝土(HSC)试件的push-off试验,研究了温度和混凝土抗压强度对HSC剪切强度的影响.基于剪切面细观结构的变化,分析了高温后HSC剪切强度变化的机理,研究了高温后HSC骨料断裂率与剪切强度的关系.结果表明:常温下HSC抗压强度为64.7,94.0 MPa时,200℃后HSC剪切强度较常温时分别略有减小和略有增大;超过200℃后,HSC剪切强度随温度的升高而降低;无论经历多高的温度,混凝土的抗压强度越高,则HSC剪切强度越大;HSC试件剪切面上的骨料断裂率随温度的升高而减小,随混凝土抗压强度的增加而增大.最后,建立了高温后HSC的骨料咬合模型.     

高温后消防喷水再生混凝土残余抗压强度试验研究

为减少火灾对再生混凝土建筑物造成的损失,以再生粗集料取代率、历经最高温度为变化参数,设计了25组高温后消防喷水再生混凝土标准立方体试件进行单轴受压力学性能试验,观察了高温后消防喷水再生混凝土的表观特性和破坏过程,获取了质量烧失率、抗压强度等特征值,分析了各变化参数对高温后消防喷水再生混凝土残余抗压强度的影响规律。结果表明,高温后消防喷水再生混凝土的表面特征受历经最高温度的影响较为显著;试件的质量损失率随再生粗集料取代率的上升而降低,随历经最高温度的上升而上升;破坏形态与常温状态下的普通混凝土相似;抗压强度随历经温度的上升而下降,再生粗集料取代率的上升虽然降低了再生混凝土的受力性能,却增强了再生混凝土的耐高温能力;最后,获得了与试验结果吻合较好的高温后消防喷水混凝土抗压强度计算式。     

不同石粉含量的机制砂混凝土高温后力学性能

以受火温度、石粉含量为变化参数,设计并制作了210个100 mm×100 mm×100 mm的机制砂混凝土立方体试件,对其进行高温后的物理力学性能试验,获取了试件的质量损失率以及抗压强度和劈裂抗拉强度,建立了机制砂混凝土高温后抗压强度和劈裂强度的劣化模型,同时结合X射线衍射和扫描电子显微镜等技术,揭示了高温后机制砂混凝土力学性能劣化的微观机理。基于最高受火温度和质量损失率,分别提出了高温后机制砂混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度评估计算式。结果表明:随着温度的升高,机制砂混凝土试件的表面颜色从灰色变成红褐色,最后呈白色,高温作用使试件表面出现了温度裂缝及剥落现象; 试件的质量损失率随着石粉含量的增加而增大; 混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度随着温度的升高显著减小; 随着石粉含量的增加,混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度先增大后减小,当石粉含量(质量分数)为10%时,混凝土强度达到最大值; 基于试验结果建立的高温后机制砂混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度的劣化模型拟合度较好; 混凝土中掺入适量的石粉能促进体系中钙钒石和氢氧化钙等水化产物数量,当经受700 ℃高温后,水泥水化物脱水分解使混凝土内部裂缝和孔隙增多。     

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.     

高温后钢纤维高强混凝土力学性能试验研究

通过对高温后钢纤维高强混凝土和素高强混凝土力学性能的试验研究，探讨了钢纤维高强混凝土的抗压强度、抗拉强度和抗折强度在不同温度下的变化规律，分析了温度对钢纤维高强混凝土力学性能的影响机理。研究结果表明，钢纤维高强混凝土的抗压强度、抗拉强度和抗折强度随温度的升高而降低，在400℃以内，降低幅度较小，400℃以后显著降低，相同温度时，钢纤维提高了高强混凝土的高温后强度值。     

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。     

玄武岩纤维混凝土高温后力学性能试验研究

基于高温后强度和变形性能指标评价玄武岩纤维混凝土耐高温性能,分析了不同温度作用后玄武岩纤维掺量的混凝土试件外形特征、质量损失、抗折和抗压强度以及抗压峰值应变,对高温作用后玄武岩纤维混凝土力学性能变化规律进行了探究。试验表明:随温度的升高,玄武岩纤维混凝土抗压和抗折试件的质量逐渐减小;室温至400℃时,玄武岩纤维混凝土抗压强度有所提高而抗折强度迅速下降,抗压峰值应变变化不明显;400～800℃时,随温度的增加,抗压强度与抗折强度快速下降,而抗压峰值应变快速增加。     

废弃砂浆粉对混凝土抗冻性能的影响

研究了废弃砂浆粉对混凝土抗冻性的影响,测试了不同水灰比及废弃砂浆粉掺量下冻融循环后混凝土的抗压强度、质量损失。结果表明,随着冻融次数增加,混凝土的质量损失率及抗压强度损失率增大,当水灰比低于0.44时,经25次冻融后,混凝土抗压强度略有升高;随着废弃砂浆掺量增加,混凝土的抗冻性能总体呈下降趋势,试验范围内,当水灰比低于0.44时,废弃砂浆粉掺量低于10%,可以提高混凝土抗冻性能。随着水灰比增加,相同条件下,混凝土的质量损失率及抗压强度损失率均呈增大趋势。     

玄武岩纤维混凝土高温损伤的声学特性研究

通过超声波检测和抗压强度试验,研究了在温度等级为25、200、400、600、800℃的加热环境下,玄武岩纤维掺量分别为0、0.1%、0.2%、0.3%的玄武岩纤维混凝土(BC)试件的损失质量、抗压强度、纵波波速和波形特征的变化规律。结果表明:高温后BC损失质量增大,掺加玄武岩纤维减小了高温后BC试件的质量损失,增大了抗压强度,改善效果随纤维掺量增大而增强。高温后BC内部结构受损,穿过BC试件的纵波速减小,波形畸变加剧;不同温度等级下,BC的静态抗压强度与纵波波速具有较好的正相关性。     

高温对高炉矿渣混凝土力学性能的影响试验研究

为了研究高温对含有高炉矿渣的混凝土的性能的影响,采用其占比分别为水泥质量的0,10％、30％、50％时,所制备混凝土试件在150~700 ℃下的高温试验,测定了混凝土的质量损失、碳化深度、残余抗压强度和弹性模量。结果表明,随温度升高,混凝土试样的质量损失和碳化深度逐渐增加,且矿渣掺杂量越多,质量损失和碳化程度越大。此外,混凝土试样的抗压强度和弹性模量随温度升高而降低,10%矿渣掺量的混凝土试样的相对抗压强度值最高,高掺量矿渣的相对弹性模量低于低掺量的混凝土试样。