纤维对混凝土高温性能改善作用的研究进展

为了探究纤维对混凝土高温性能的改善作用,从单掺高熔点纤维、单掺低熔点纤维以及混掺高熔点纤维、低熔点纤维三个方面,对国内外纤维混凝土在高温中或高温后力学性能及抗爆裂性能的试验研究进行了总结,结果表明:在高温中或高温后,单掺高熔点纤维或低熔点纤维都有助于提高混凝土的力学性能和抗爆裂性能,而合理地混掺高熔点纤维、低熔点纤维的效果要好于单掺这两类纤维。     

纤维混凝土高温力学机理综述

先介绍了纤维混凝土的研究背景及增强机理的理论依据,然后依次阐述了孔隙水压力学说、热应力学说和热开裂学说三类纤维混凝土的高温爆裂机理并举例说明,最后得出结论:孔隙水压力学说在解释纤维混凝土高温爆裂的原因,明确混凝土发生高温爆裂的条件等方面更具有信服力;目前对纤维混凝土高温力学性能的研究多侧重于利用纤维提高混凝土基体强度,但对纤维混凝土高温下其强度稳定性以及基体耐久性的研究甚少等结论。     

高性能混凝土火灾响应规律研究进展

从高性能混凝土高温爆裂、高温力学性能的变化出发,总结了高性能混凝土高温后的突变现象、聚丙烯纤维增强混凝土、外加剂对高性能混凝土的耐火性能影响以及高性能混凝土灾后修复发展现状.提出了需加强对火灾后高性能混凝土的修复,特别是修复后高性能混凝土的耐火性能的研究.     

自密实混凝土结构抗火研究进展

对近年来自密实混凝土结构抗火研究进展作了总结,包括自密实混凝土高温材性试验和足尺自密实混凝土构件的抗火性能试验研究。从自密实混凝土高温下和高温后的力学性能、热工性能和应力-应变关系等方面入手,总结和分析了已有研究所取得的成果和尚存的一些问题。分析表明：高温下自密实混凝土质量和抗压强度损失严重,通过添加不同添加剂可使其得到改善。由于其密度高,在高温下自密实混凝土比普通混凝土更易发生高温爆裂,加入纤维可以有效抑制爆裂但会降低抗压强度。高温爆裂的抑制和抗压强度降低的平衡研究,自密实混凝土结构高温后损伤鉴定和修复加固,以及自密实混凝土加固结构的防火保护措施研究等是今后一段时间自密实混凝土结构抗火研究领域值得关注的课题。     

盾构管片纤维混凝土高温后抗压性能研究

本文对盾构法隧道管片有应用前景的纤维混凝土的高温后抗压性能进行了试验研究,分析了分别掺入钢纤维和聚丙烯纤维的C50混凝土高温后残余抗压强度的劣化规律,探讨了纤维、温升速率、冷却方式对混凝土高温后性能的影响机理,分析了纤维混凝土的受压应力-应变关系.研究结果表明:经历温度越高,纤维混凝土强度损失越大;纤维种类、温升速率、冷却方式均可影响混凝土的高温后抗压性能;给出基于试验结果的C50纤维混凝土高温后受压应力-应变曲线拟合方程.     

基于抗火性能的混杂纤维自密实混凝土设计(3)——高温弯曲性能

测试了钢纤维混杂聚丙烯纤维自密实混凝土高温下的弯曲性能。研究发现,高温下混凝土的弯曲性能明显低于高温后的弯曲性能;高温下,纤维自密实混凝土、混杂纤维自密实混凝土的抗弯强度和弯曲韧性均随着温度的升高而不断降低;混杂纤维自密实混凝土在高温下的弯曲性能要优于普通自密实混凝土、聚丙烯纤维自密实混凝土以及钢纤维自密实混凝土。钢纤维与聚丙烯纤维以及钢纤维与聚乙烯醇纤维在高温下均表现出了明显的正混杂效应;聚丙烯纤维有利于抵抗混凝土爆裂,钢纤维对于提高混凝土高温下的剩余承载能力具有重要作用。     

纤维增强自密实混凝土高温性能研究综述

基于纤维增强机理和混凝土高温爆裂破坏机理,概述了自密实混凝土(Self-compacting Concrete,SCC)的高温爆裂现象,从抗压强度、弯曲性能、弹性模量三个方面总结了国内外关于纤维增强SCC高温力学性能的研究现状与成果,在此基础上,指出了尚未解决的问题以及尚待深入研究的内容。     

活性粉末混凝土爆裂的特征

针对不同纤维率下活性粉末混凝土材料会发生高温爆裂的问题,利用实验的方式对整个过程进行了观察和分析,总结了不同纤维率RPC爆裂的一般特征,对提高其高温条件下的抗爆裂能力具有积极意义。     

聚丙烯纤维对高性能混凝土耐火性能影响研究综述

高性能混凝土工作性能好,耐久性好,其成本与同级高强混凝土相比更为经济,但是在火灾作用下,会产生爆裂、剥落。高性能混凝土的耐火性能是一个值得重视的问题,工程实践中往往掺入一定量有机纤维,改善高性能混凝土的耐火性能。文章分析混凝土高温爆裂机理,总结了在聚丙烯纤维对高性能混凝土的高温性能、耐久性能的影响研究成果,为深入研究聚丙烯纤维高性能混凝上的耐火性能提供参考依据。     

高性能混凝土的抗火灾高温研究进展

本文对目前高性能混凝土的抗火灾高温性能的研究进展进行了总结。高性能混凝土具有良好的力学性能及耐久性能,然而在火灾高温中极易发生破坏成为高性能混凝土广泛应用的绊脚石。通过在混凝土中掺加聚丙烯纤维、钢纤维等提高高性能混凝土的抗火灾高温性能成为学者们研究的热门领域。掺加聚丙烯纤维是防止高性能混凝土发生高温爆裂的有效措施,掺加钢纤维的高性能混凝土可以保持较高的残余力学性能,混掺纤维（钢纤维和聚丙烯纤维）是提高高性能混凝土抗火灾高温性能的良好途径。在高性能混凝土中掺加橡胶粉、引气剂等其他组分是研究高性能混凝土抗火灾高温性能的新思路。     

高温后聚丙烯纤维混凝土抗压强度与气渗系数试验研究

高温后聚丙烯纤维混凝土的残余抗压强度和气渗性能的研究对于火灾后建筑结构的安全评估和修复至关重要,通过试验研究了火灾高温、纤维长度以及纤维掺量对混凝土抗压强度和空气渗透系数的影响。试验结果表明：（a）经历温度不超过300℃时添加聚丙烯纤维改善混凝土抗压强度。短聚丙烯纤维（6 mm）对于混凝土抗压强度改善效果最佳;（b）常温下掺加聚丙烯纤维能够减小混凝土空气渗透系数,渗透性能改善,高温后其空气渗透系数增大,渗透性能变差,对混凝土空气渗透系数而言聚丙烯纤维长度影响大于掺量;（c）当经历温度超过300℃时,掺加聚丙烯纤维导致混凝土空气渗透系数增大,混凝土内部孔隙压力无法积聚,这与高温爆裂机理的孔隙压力学说相一致。     

高温后聚乙烯醇纤维混凝土受压破坏声发射特性研究

通过基准混凝土和聚乙烯醇(PVA)纤维混凝土高温后单轴压缩试验,研究聚乙烯醇纤维混凝土在高温后力学性能的变化规律以及利用声发射(AE)技术对试验全过程进行了动态监测。结果表明:聚乙烯醇纤维的掺入使混凝土的耐高温性能得到了增强;高温后混凝土声发射能量累计数变化大致分为压密、线弹性、塑性、破坏四个阶段;聚乙烯醇纤维混凝土的能量计数率分布较基准混凝土更广,峰值能量计数率相对较小,聚乙烯醇纤维掺入提高了混凝土高温后的延性。     

纤维素纤维混凝土高温性能试验研究

文章通过开展纤维素纤维混凝土高温试验,研究分析了高温后纤维素纤维混凝土的表观损伤特征、质量损失规律以及抗压强度变化规律。研究表明,与素混凝土相比,纤维素纤维混凝土高温后的外观相对较好;纤维掺量不同,混凝土表观损伤并无明显差异;纤维素纤维混凝土的质量损失率大于素混凝土,纤维掺量为0.6 kg/m3时,纤维混凝土与素混凝土的质量损失率较为接近。纤维素纤维对于混凝土常温及高温后的抗压强度均有一定提高作用,纤维掺量0.9～1.2 kg/m3时,效果最为显著。     

高温后纤维矿渣微粉混凝土抗压强度

通过纤维矿渣微粉混凝土高温后的抗压试验,分析了温度、矿渣微粉置换水泥率、纤维类别和掺量、混凝土基体强度等级等对混凝土高温后抗压强度的影响.结果表明:随着温度的升高,高温后纤维矿渣微粉混凝土的抗压强度以及高温后与常温下抗压强度比均不断降低,且400℃后降低幅度急增;矿渣微粉、钢纤维和聚丙烯纤维的掺入在不同程度上提高了高温后纤维矿渣微粉混凝土的抗压强度.在试验研究的基础上,建立了考虑温度、矿渣微粉置换水泥率、钢纤维体积分数和聚丙烯纤维掺量共同影响的高温后纤维矿渣微粉混凝土立方体抗压强度和轴心抗压强度的计算模型,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.     

隧道二衬结构纤维混凝土高温后基本性能

研究了不同种类纤维、不同温度和不同保温时间下,混凝土试件高温作用后的质量损失率、相对动弹性模量,进行了抗压强度和劈裂抗拉强度试验,测试其残余强度,讨论了温度、保温时间和纤维种类对其高温后基本物理力学性能的影响,并分析了有机纤维改善混凝土高温后性能的机理。研究表明,高温作用后,基准混凝土性能下降较快,且温度达到700~800℃时,发生爆裂;掺入两种有机纤维都能有效降低混凝土高温作用下的爆裂。掺入有机纤维可以减少高温作用下混凝土的水分蒸发量,降低混凝土的质量损失。高温作用下,混凝土试件的劈裂抗拉强度比抗压强度下降更快。随着保温时间的延长,混凝土的强度损失明显增大。不同纤维均可以降低混凝土高温作用下的强度损失,缓解高温作用下混凝土内应力可能引起的破坏,降低爆裂的可能性。     

聚丙烯纤维长径比对高温后高性能混凝土抗压强度的影响

为分析研究聚丙烯纤维长径比对高性能混凝土抗压强度的影响。对高性能混凝土和掺不同长径比聚丙烯纤维高强混凝土进行高温抗压强度试验以及SEM(扫面电镜)分析,结果表明:当掺量为1.8 kgm3的聚丙烯纤维时,掺长径比为600、429的聚丙烯纤维有利于混凝土的抗压强度增长,其中不论在常温还是高温后长径比为600的聚丙烯纤维对高强混凝土性能的改善都是最佳的,同时发现聚丙烯纤维在经过高温过程中会融化,会使混凝土内留下孔道,从而影响混凝土的致密性,从而影响混凝土的强度。     

预应力混凝土结构抗火性能的研究进展

对预应力混凝土结构抗火性能的国内外最新研究进展进行较系统的综述与分析:研究预应力高强钢丝、钢绞线和新型纤维增强塑料(FRP)筋在高温下以及高温后的受力性能,总结相应的计算模型;探讨预应力混凝土梁和预应力混凝土板的抗火性能,并重点分析预应力混凝土框架在火灾作用下的受力特性;最后,对今后预应力混凝土结构抗火性能研究的发展趋势作了展望。     

纤维对混凝土筒体高温下变形的影响

通过燃烧液化气模拟隧道火灾的高温作用,研究了普通钢筋网、单掺及混掺钢纤维(SF)和聚丙烯(PP)纤维对混凝土筒体在明火高温下以及高温冷却后的变形性能,对比了不同纤维类型和纤维掺量(质量)下筒体经历1次和2次高温循环后的径向位移、高温后的残余径向位移,分析了承受高温过程中混凝土筒体筒壁温度以及筒壁内外温差的变化特点.结果表明:在热气温度稳定阶段末期,混凝土筒体内外温差、径向位移均达到最大值;单掺钢纤维、混掺钢纤维与聚丙烯纤维对减少混凝土筒体在高温作用下的径向位移有显著作用;高温循环使筒体产生径向残余变形,而混杂纤维对限制筒体高温后的残余径向位移具有正混杂效应.     

高温中纤维纳米混凝土单轴受压应力-应变关系

通过纤维纳米混凝土棱柱体试件在25～800℃高温中的单轴受压试验,研究了温度、钢纤维体积率、纳米二氧化硅和纳米碳酸钙掺量对纤维纳米混凝土高温中轴压性能的影响。结果表明,随温度升高,纤维纳米混凝土峰值应力和初始弹性模量显著降低,峰值应变明显增大;随钢纤维体积率增大,高温中纤维纳米混凝土峰值应力和峰值应变不断提高,初始弹性模量有所下降;随纳米材料掺量增加,高温中纤维纳米混凝土峰值应力、峰值应变和初始弹性模量均呈增大的趋势,纳米二氧化硅的效果好于纳米碳酸钙。在分析试验结果的基础上,提出了考虑温度、纤维和纳米材料影响的高温中纤维纳米混凝土峰值应力、峰值应变和初始弹性模量的计算公式以及高温中纤维纳米混凝土单轴受压应力-应变关系式。     

普通强度高性能混凝土的高温性能试验研究

为确保混凝土结构的抗火性,对普通强度高性能混凝土高温性能进行试验,探讨普通强度高性能混凝土的高温爆裂与力学性能。结果表明,普强高性能混凝土与高强高性能混凝土类似,湿含量和密实度是影响其高温爆裂的主要因素。当湿含量超过临界值时,爆裂几率随湿含量上升而增大;混凝土越密实,爆裂越严重。体积分数0.05%的聚丙烯纤维可防止普强高性能混凝土发生高温爆裂,纤维掺量越高,高温损伤程度越小。聚丙烯纤维对残余力学性能有一定的改善作用。