高温作用下锈蚀钢筋与混凝土黏结性能研究

为研究高温下与高温后锈蚀钢筋与混凝土黏结性能退化规律,制作84个混凝土立方体试块及110个偏心拉拔试件,对立方体试块进行高温下及高温后抗压试验,对偏心拉拔试件进行高温下及高温后拉拔试验,分析温度状态(高温下和高温后)、锈蚀率(2%、5%和10%)、试件尺寸(立方体、棱柱体)及箍筋数量(单肢箍和双肢箍)对黏结性能的影响,依据高温对材料性能的折减规律,得出高温下锈蚀钢筋混凝土黏结强度计算方法,提出分段式及连续型黏结滑移本构模型。研究表明：锈蚀时间为59 d且历经400℃的混凝土抗压强度降低了27.6%,温度100℃时锈蚀率为4.6%的钢筋混凝土黏结强度较常温的增大8%,温度200～400℃时黏结强度降低约9%,800℃时黏结强度损失85%;温度低于400℃时,高温下钢筋混凝土黏结强度小于高温后的,温度高于400℃时,不同温度状态下黏结强度值相近;单肢箍筋试件黏结强度较双肢箍筋试件黏结强度下降了10%,立方体(150 mm×150 mm×150 mm)试件黏结耗能是棱柱体(150 mm×150 mm×300 mm)试件黏结耗能的54%。通过比较积分绝对误差验证了模型精度,计算误差小于10%,...     

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。     

高温-水冷却对混凝土抗冲击性能影响试验研究

将C35强度等级混凝土试件在常温20℃及高温加热(200,400,600,800℃)后分别经自然冷却和浸水冷却处理后,利用波形整形器改进后的直径100 mm的分离式霍普金森压杆(SHPB)装置,对其进行不同加载率(冲击速度8.2,14.56,18.78 m/s)下的冲击压缩试验。研究表明:在同一加热温度下,随着加载率的增大,混凝土试件的峰值应力增大,相应破碎程度明显增加;而随着加热温度的提高,试件破碎由劈裂破坏向压酥破坏转变。对比分析自然冷却和水冷却处理试件的试验结果,表明:经过水冷却的试件强度在加热温度为400℃之前,等于或略高于相同加载率下自然冷却的试件强度,而加热温度高于400℃后则明显低于自然冷却的试件,因此可近似取400℃是高温水冷却损伤的阈值。通过物理化学分析得出其动力学特性影响的内在机理,主要体现在内外温差产生的内应力、二次水化反应、化学作用产生的分解和膨胀作用等。     

高温下螺栓球节点受拉性能试验研究

为了研究空间网架结构螺栓球节点高温下的受力性能,通过18个螺栓球节点试件高温下的受拉试验,得到了不同温度下螺栓球节点试件受拉承载力。试验结果表明:高温下试件破坏截面均位于高强度螺栓螺纹处,温度低于400℃时,试件发生脆性断裂;温度不小于400℃后,试件破坏时的截面颈缩明显,发生延性破坏。随着温度升高,螺栓球节点试件的刚度、极限荷载逐渐降低;温度超过300℃后,节点试件刚度、极限荷载下降很快。根据试验数据拟合得到了螺栓球节点受拉极限荷载折减系数表达式。与已有的高温下高强度螺栓材料的受拉屈服强度和极限强度折减系数相比,螺栓球节点的相应折减系数更低。     

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。     

混杂纤维增强高性能混凝土(HFHPC)高温力学性能及微观分析

研究了混杂纤维增强高性能混凝土(HFHPC)与普通混凝土(NC)的高温力学性能,测试了两种混凝土试件在承受常温及200、400、600、800℃高温后的抗压、劈裂抗拉和抗折强度及试件烧失量,采用SEM观察高温后的混凝土微观组织变化。结果表明:混杂纤维可显著提高混凝土的常温及高温力学性能。在所试验温度下的HFHPC混凝土的抗压、劈裂抗拉和抗折强度均高于NC混凝土,且在400℃时,达到最大值。400℃以后,HFHPC混凝土的力学性能随着温度升高而降低,但仍显著高于同温度时NC混凝土的强度值,特别是劈裂抗拉强度的提高尤为明显,至800℃时HFHPC混凝土的抗压、劈裂抗拉、抗折强度分别为同温度时NC混凝土的1.24、4.5和1.61倍。     

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。     

瞬时高温对高强砼的影响

本文研究了瞬时高温对高强砼的强度和荷载变形性能的影响。砼强度从31.1～89兆帕不等,暴露的温度为23～800℃。在暴露于高温之前先对试件预加荷载,借以模拟在真实结构中存在的荷载。当暴露的温度为100～300℃时,高强砼的抗压强度降低了15～20％。当温度为400～800℃时,砼的抗压强度就降低到室温时强度的30％左右。在加热期间的暴露状态中,大约有三分之一预加荷载的试件破坏了。然而其余的试件同未加应力的试件相比,其强度的损失较少。无论砼的强度和预加荷载的条件如何,暴露在高温中的砼之弹性模量也下降了。     

负温环境下钢纤维混凝土的强度性能研究

在温度为0℃、-5℃、-10℃、-15℃、-20℃的条件下,利用20吨液压试验机和WE-300型液压万能试验机对钢纤维混凝土试件进行了抗压、劈拉、抗折和抗剪强度试验,测得了负温环境下钢纤维混凝土的各项强度.试验结果表明:在负温环境下,测得试件的强度随着负温的增高而有所提高,但经过分析我们发现试件强度的增加其实是由冰的强度提高所致.     

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。     

钢管混凝土叠合短柱高温后黏结滑移性能试验研究

为研究钢管混凝土叠合短柱高温后钢管与管外混凝土的黏结滑移性能,基于20根轴压短柱的推出和推回试验,分析了钢管与钢管外混凝土的黏结滑移关系。试验参数包括温度、配箍率、截面形状。分析该类柱高温中的温度场分布,以及高温后荷载-滑移曲线、剩余黏结强度、相对滑移等。研究结果表明:高温后推出试验的荷载-滑移曲线包括上升段、下降段和再上升段,推回试验的荷载-滑移曲线包括上升段和下降段;经历200～400℃高温后,试件黏结强度降幅明显;对于推出试件,经历400℃高温后,圆形和方形截面试件推出试验的黏结强度分别为常温状态下的16%和14%;经历200～500℃高温后,相对滑移值降幅明显;经历500℃高温后,圆形和方形截面试件推出试验对应黏结强度的相对滑移值分别为常温状态下的44%和55%。;经历400℃温度后,黏结强度和对应的相对滑移值均随着配箍率的增大而增大。     

不同温度作用下砂岩微观结构变化与演化规律实验研究

深部煤层的高地应力以及地下气化过程中产生的高温热应力的共同作用会对岩石造成损伤,破坏煤层围岩的稳定性。采用扫描电子显微镜、X射线衍射、CT扫描等实验手段对砂岩试样不同温度(25℃,200℃,400℃,600℃,800℃,1 000℃)下微观结构及矿物成分变化情况进行研究。结果表明：温度变化对砂岩的微细观结构具有重要影响。砂岩的孔隙率整体上随温度的升高而增大,1 000℃的砂岩孔隙率最大,25℃的砂岩孔隙率最小。砂岩不同孔径的孔隙数量总体上随温度的升高而减少,但1 000℃砂岩的微孔数量最多,25℃砂岩其他孔径的孔隙数量最多。加热后砂岩开始产生微裂纹,当温度超过600℃时,试件产生的微裂纹的数量明显增加,微裂纹长度、宽度及密度随着温度的升高进一步扩展。试件的矿物成分衍射强度及矿物的含量随温度的变化各不相同,超过600℃时各类矿物成分衍射强度变化发生转折,超过400℃时,砂岩内部矿物成分发生物理化学反应,晶体之间发生转化,随温度的升高,石英矿物含量逐渐增加,长石矿物逐渐减少;试件表观形态变化的临界温度为400℃。     

高温后HVFA-SHCC的单轴压缩力学性能及本构关系

采用40mm×40mm×160mm棱柱体试件,研究了高温后大掺量粉煤灰-应变硬化水泥基复合材料(HVFA-SHCC)的单轴压缩力学性能,探讨了不同目标温度(100、200、400、600、800℃)和不同冷却方式(自然冷却、浸水冷却)条件下HVFA-SHCC试件抗压强度、弹性模量、压缩韧性、破坏模式及质量的变化.采用扫描电子显微镜(SEM)对试件的微观结构进行分析,获得了高温后HVFA-SHCC单轴压缩性能的劣化机理.结果表明:当温度低于200℃时,温度对试件力学性能及质量损失的影响较小;400~800℃时,试件内部结构变得疏松,残余力学性能劣化严重,尤其是800℃时,试件的抗压强度仅为常温状态的39.9%,弹性模量为常温状态的32.3%,压缩韧性指数为常温状态的59.0%,质量损失率达15.5%;浸水冷却试件的残余力学性能得到了一定程度的提高.同时,基于试验结果,建立了高温后HVFA-SHCC的单轴压缩本构方程.     

BFRP约束混凝土高温性能试验研究

通过对45个经5种不同温度加热后的素混凝土圆柱、有机胶粘贴BFRP布加固和无机胶粘贴BFRP布加固混凝土圆柱展开轴压试验,对比分析各柱的截面温度以及不同温度下不同粘结剂对试件承载能力的影响规律。结果表明:400℃为过度温度,加固试件强度衰减在400℃前后呈现较大差异;有机胶粘贴BFRP布加固的混凝土柱在高温下承载能力迅速丧失,纤维布加固作用在340℃时失效;无机胶粘贴纤维布加固的混凝土柱在经历温度400℃后,承载能力与常温下差别不大,约为常温下的83%,当温度达到570℃时加固失效;无机胶粘贴BFRP布加固的混凝土柱耐火性能要好于有机胶粘贴BFRP布加固的混凝土柱。     

不同冷却制度下普强高性能混凝土的残余力学性能与渗透性的探讨

文章主要研究普强高性能混凝土在不同冷却制度下的残余力学性能和渗透性能。试件在经过200℃、400℃、600℃高温后,采用自然冷却（NC）和泡水冷却（QC）的方法使之冷却到常温。通过抗压强度试验、劈拉强度试验、表层渗透试验测试混凝土残余力学性能与渗透性。     

高温条件下砂岩动态力学特性试验研究

为研究实时高温作用对岩石动态力学性能的影响,利用φ50 mm变截面分离式Hopkinson压杆(SHPB)试验装置及高温环境箱,对砂岩试件进行了常温(25 ℃)、100 ℃、200 ℃、400 ℃、600 ℃、800 ℃和1 000 ℃7个温度等级的冲击压缩试验,得到了不同温度砂岩试件的动态应力、应变、弹性模量和应变率等,分析了温度变化对砂岩动态力学性能和破坏形态的影响规律。试验结果表明:高温条件下砂岩试件的动态力学性能比其常温状态下发生了显著变化。随着作用温度的升高,砂岩试件的动态抗压强度表现为先增大后减小,峰值应变呈线性增加,弹性模量整体呈二次抛物线下降,平均应变率呈二次抛物线增加;试件受冲击破碎程度随作用温度的升高表现为先减少再逐渐增大的趋势,其动态破坏特征也反映了砂岩试件的强度特征。     

混杂砖骨料再生混凝土高温后力学性能试验研究

为研究混杂骨料混凝土的高温性能,对两组不同水灰比(0. 5、0. 65)的混杂砖骨料再生混凝土试块进行不同温度条件下(200℃、400℃、600℃、800℃)高温试验,并对各温度下的混杂骨料混凝土进行单轴抗压强度性能试验。通过观察高温后试件表面颜色变化与破坏形态,系统地分析了在高温作用下混杂骨料混凝土抗压强度的变化趋势;对比质量与强度损失率变化,高水胶比较低水胶比时大。     

钢结构侧面角焊缝高温后力学性能

开展了43个侧面角焊缝连接试件高温冷却后的拉伸试验,过火温度介于200~900℃,冷却方式包括自然冷却和泼水冷却.采用三直线模型计算高温后侧面角焊缝极限抗剪强度变化系数.结果表明:高温后侧面角焊缝破坏截面与钢板平面的夹角基本呈45°,表明焊缝是在剪切应力作用下发生破坏;过火温度超过400℃后,侧面角焊缝极限抗剪强度开始显著下降,过火温度为700℃时焊缝极限抗剪强度降幅约为25%;过火温度超过700℃后侧面角焊缝极限抗剪强度有所回升,冷却方式对焊缝极限抗剪强度的回升程度有显著影响;以三直线模型计算的高温后侧面角焊缝极限抗剪强度变化系数结果与试验值吻合良好.     

高温后喷水冷却圆钢管再生混凝土界面黏结性能试验研究

为了研究高温喷水冷却后圆钢管再生混凝土的界面黏结性能变化规律,以历经最高恒温温度、再生粗骨料取代率、界面锚固长度为3个变化参数,进行了27个高温喷水冷却后圆钢管再生混凝土试件和2个自然冷却试件（对照组）的静力推出试验,以位移控制的加载方式为主,使自由端的钢管单独受力（核心混凝土不受力）,圆钢管内的混凝土从下向上推出。通过试验观察了圆钢管再生混凝土试件破坏的全过程和形态,获取了加载端和自由端的荷载-滑移曲线,分析了各个变化参数对黏结性能的影响规律。试验结果表明：经过高温喷水冷却后,圆钢管再生混凝土试件加载端和自由端的荷载-滑移曲线形态相似,且和自然冷却试件的曲线相似,同时也和前期做的钢管普通混凝土的曲线具有相似性;加载端和自由端的荷载-滑移曲线大致分为上升段、缓慢下降段和平缓段;并且自由端的初始滑移晚于加载端。定义了极限黏结强度τu和残余黏结强度τr。圆钢管再生混凝土试件表面上应变沿试件高度方向大致呈指数分布。经历消防喷水冷却后,随历经最高温度的升高,黏结强度先增大后减小,在400 ℃时,黏结强度达到最大值,当大于400 ℃时,黏结强度降低。历经高温后试件的平均残余黏结强度分别是常温下试件的1.25倍、1.75倍、1.38倍和1.50倍。再生粗骨料取代率的变化对黏结强度的影响不明显,常温下γ=50%时,黏结强度达到最大值;温度为200 ℃且γ=75%时,黏结强度也为最大。这和自然冷却下钢管再生混凝土的结论类似。锚固长度的增大也使圆钢管再生混凝土试件平均极限黏结强度和残余黏结强度均有不同程度增大。提出了高温喷水冷却后圆钢管再生混凝土极限黏结强度和残余黏结强度的计算公式,用此公式所得计算结果均比较理想。今后对界面黏结性能的研究,可以从增加钢管内壁的粗糙度、钢管内部加入加劲肋和钢管内增设不同长度的螺栓角度进行探讨,进而进一步丰富界面黏结性能的理论研究,以期为消防喷水后建筑结构构件的其他力学性能提供理论基础,同时为现实生活中火灾后钢-混凝土组合结构的灾后评估和加固提供参考。     

高温后PVA-玄武岩混杂纤维高性能混凝土力学性能试验研究

研究了玄武岩纤维掺量、PVA纤维掺量以及矿渣微粉掺量对高温后PVA-玄武岩混杂纤维高性能混凝土(HFHPC)抗压强度和抗折强度的影响.结果表明:200℃时,试件的抗压强度有所提高,抗折强度变化不明显,200℃后,试件的强度随温度的升高而降低;与素混凝土相比,HFHPC的强度残余率更高;随着玄武岩纤维掺量、PVA纤维掺量...