养护温度和时间对菱镁保温板的影响

以氧化镁和氯化镁为主要原料合成菱镁保温板,为研究养护温度和时间的影响,利用抗压强度、抗折强度、导热系数、体积吸水率等技术对菱镁保温板进行分析。结果表明,养护温度为20℃时,菱镁保温板的导热系数最低;温度为25℃时,其抗压强度最大,体积吸水率最低;30℃时,其抗折强度最大;在25℃养护温度下3d强度可达到28d强度的63%~65%。菱镁保温板的合适养护温度为20~25℃。     

PVA纤维增强型水泥基复合材料高温后力学性能试验

为了研究聚乙烯醇（PVA）纤维增强型水泥基复合材料高温后的力学性能,对30组共90个试件进行了力学性能试验,测得材料的立方体抗压强度、抗折强度、弹性模量、轴心抗压强度以及棱柱体单轴抗压应力-应变全曲线,并与相应基体的力学性能进行对比分析。结果表明:当加热温度低于200 ℃时,PVA纤维的掺入可有效改善水泥基复合材料的抗折强度和棱柱体单轴受压峰值荷载后的延性性能和韧性性能,降低弹性模量,对立方体抗压强度和棱柱体轴心抗压强度影响不大;温度高于200 ℃后,抗折强度、弹性模量和峰值荷载后的延性性能与韧性性能与基体接近,立方体抗压强度和轴心抗压强度均低于基体,轴心抗压强度下降幅度远远大于立方体抗压强度。     

纤维混凝土高温后力学性能的研究

阐述了混凝土高温力学性能研究现状及纤维混凝土的优良特性,揭示了纤维混凝土高温力学性能的研究意义。通过试验,揭示了纤维混凝土强度随温度变化规律,并分析了温度对纤维混凝土力学性能的影响机理。研究表明:低于200℃时,纤维混凝土抗压强度均有所增加;200℃后,抗压强度开始下降;高于400℃时,纤维混凝土抗压强度下降明显,但是下降的速度较素混凝土小得多。温度低于600℃时,钢纤维混凝土抗折强度下降十分缓慢;600℃时,钢纤维混凝土相对残余抗折强度值为81%,素混凝土已下降至59%。     

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。     

隧道火灾后衬砌混凝土抗压强度的超声检测

为快速、准确、无损地判断火灾对隧道衬砌结构混凝土的烧损程度,基于超声法对在200～800℃范围内恒温2、3、4 h后混凝土试块的声学参数、剩余抗压强度进行试验研究,分析声时、幅值、声速的变化,验证超声回弹综合法对于混凝土强度测试的适用性。结果表明:200～800℃范围内,随受火温度升高,声时增加,幅值、声速下降,衬砌混凝土声速随温度变化稳定且二者存在较好的线性关系。火灾后隧道衬砌混凝土的剩余抗压强度与声速值、回弹值有较好的相关性,通过最小二乘法拟合得到的测强公式相关系数为0.93,在实际检测中可使用超声回弹综合法确定火灾后衬砌混凝土的剩余抗压强度,判断损伤程度。     

温湿度对轻质烧结页岩多孔砖墙体材料导热系数的影响

采用控制变量法研究温湿度对轻质烧结页岩多孔砖及其墙体热工性能的影响。测试其在不同环境温度下的导热系数,拟合出各砌体材料的温度-导热系数曲线及相关表达式;测试在室温条件下(25℃)不同含水率的各砌体材料的导热系数,并将理论值与实测值相比较,拟合出相关曲线及表达式。     

火灾持续时间对混凝土性能的影响研究

对0.4水胶比的基准混凝土、PVA纤维混凝土、钢纤维混凝土、PVA-钢纤维混凝土进行200、400、600、800℃高温处理,达到目标温度后分别恒温1、2、3、4、5 h来模拟火灾持续时间,然后对试件进行自然冷却,静置24 h后再进行试件的混凝土性能试验。结果表明:随着恒温时间的增加混凝土及纤维混凝土的质量损失率逐渐升高,动弹性模量和劈裂抗拉强度则呈现降低的趋势;恒温度为200℃和400℃,混凝土立方体抗压强度对短期恒温时间产生的微裂缝的敏感度不如动弹性模量和劈裂抗拉强度,故而呈现先上升后降低的趋势,在400℃之后由于温度较高产生的裂缝较大,使其立方体抗压强度一直呈现降低的趋势。     

不同强度等级的机制砂和天然砂混凝土的高温后性能响应

混凝土原材料及强度等级不同其火灾高温响应不同,根据目前大量使用机制砂拌制混凝土的现状,研究不同强度等级的机制砂和天然砂混凝土遭遇火灾高温后产生的损伤破坏及差异,对高温作用后的混凝土测试其抗压、劈拉强度及孔隙结构,分析不同混凝土不同温度作用后力学性能、孔隙率和孔径分布的变化。结果表明,不同温度作用后混凝土性能的响应及变化规律基本相同。不同强度等级、不同种类砂子,混凝土强度损失变化规律基本相似,但强度等级越高,下降速率越大;抗压强度400℃之前下降较慢,之后强度下降迅速,尤其500～600℃抗压强度陡降,800℃后强度基本丧失;劈裂抗拉强度随温度升高急剧下降,但仍在500～600℃内强度下架速率最快,800℃后强度基本丧失;相同强度等级下机制砂混凝土抗压强度下降速率略高于天然砂混凝土。各种混凝土孔隙率及不同孔径所占比例随温度变化相似,均呈现出总孔隙率增加、无害孔及少害孔数量降低,有害孔及多害孔数量增加的趋势。不同强度等级、不同种类砂子,混凝土内部孔隙结构变化规律与抗压强度变化规律一致。     

高温后陶瓷纤维增强混凝土超声检测试验研究

研究了高温作用以及不同冷却方式对陶瓷纤维增强混凝土(ceramic fiber reinforced concrete,CFRC)力学性能及超声传导特征的影响。试验结果表明,随着温度的升高,CFRC性能不断劣化,抗压强度、超声波波速总体呈下降趋势;400℃之前,其劣化程度较小,且抗压强度在400℃时有所回升,400℃之后,劣化速率明显增大,结构性能急剧下降;同自然冷却情况相比,喷水冷却后CFRC各项性能指标下降更为严重;超声波波速与剩余抗压强度服从一定的函数关系,根据试验结果给出了其函数表达式。     

高温后全轻混凝土的劣化性能试验研究

为了探讨全轻页岩陶粒混凝土高温后的劣化性能,以LC30为例,对400℃范围以内的抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量和单轴压应力-应变曲线变化规律进行了研究。结果表明,随着温度升高,混凝土的色泽和表观变化规律与普通混凝土相似,但在450℃时发生爆裂,较普通混凝土低得多(一般为800℃);其抗压强度在200℃以内略有升高,但随后一直下降;而轴心抗压强度、劈拉强度和弹性模量则一直呈下降趋势,与普通混凝土近似;其应力-应变曲线也与常温时近似,但没有下降段,且其峰值应力下降,但峰值应变则增大。根据对混凝土的爆裂机理和轻集料的物理性质进行分析发现,蒸汽压原理和热应力原理的共同作用,更加符合全轻混凝土的爆裂机理解释。     

高温后花岗岩能量及结构效应研究

利用MTS815电液伺服材料试验系统,研究了花岗岩在25℃～1000℃高温作用后的三轴压缩力学性能,基于D8 ADVANCE 型X射线衍射仪,研究了花岗岩经不同温度加热处理产物的物相特征。结果表明：①经历不同高温作用后,岩样三轴抗压强度、轴向峰值应变与围压呈非线性二次多项式增长关系,破坏应变能与围压呈线性增长关系。②岩样三轴抗压强度、破坏应变能随温度的升高先增大后减小,呈二次抛物线关系,400℃为最大值。③石英、长石、云母三者的最大衍射强度随温度的升高先增大后减小,400℃时达到最大,结合宏观力学试验,可以推断400℃为花岗岩的阀值温度。④石英在573℃发生由石英转变为石英的可逆反应;长石的差热曲线在700℃～900℃出现吸热谷,结构发生了由晶态向非晶态的相转变;在997℃时,云母矿物晶格破坏羟基逸出形成钠长石,这些因素共同作用使得岩样力学性能在400℃之后随着温度的升高而逐渐劣化。     

树脂锚固材料的高温锚固特性及其受热解影响的CT分析

 树脂锚固材料广泛应用于岩土工程加固,但其高温下具有的热解特性直接影响材料的锚固性能。通过高温拉拔、抗压实验与CT分析相结合的方法,研究高温下树脂锚固材料的锚固力学特性及其受热解细观结构变化的影响特征。研究结果表明：(1) 高温拉拔实验中,20 ℃～250 ℃时,随着温度升高锚固力增大,250 ℃时达到峰值69.5 kN,较常温增大45.1%,这是由于树脂锚固材料内部充分固化的结果;250 ℃～350 ℃范围锚固力下降为47.2 kN,较峰值减少32.1%;但在350 ℃～400 ℃范围,模拟管中的锚固材料发生爆裂与剧烈炭化,平均锚固力下降为15.2 kN,且500 ℃～600 ℃时完全失去锚固力。(2) 高温抗压实验中,200 ℃时抗压强度达峰值65.8 MPa,较常温增加31.3%;350 ℃～400 ℃时强度较常温衰减95.2%,在600 ℃时强度衰减达99.3%。(3) CT扫描分析,350 ℃～500 ℃锚固材料平均灰度衰减22.6%,孔隙团大小增幅达199.6%。可见,350 ℃后树脂锚固材料快速热解炭化、内部孔隙剧增是造成其锚固力衰减的根本原因。     

钢纤维混凝土高温后SHPB试验研究

采用改进的分离式Hopkinson压杆装置,结合应变直测技术,分别对常温以及经历400℃和800℃高温的普通混凝土和钢纤维混凝土（SFRC）进行了单轴冲击压缩试验,减少了传统的Hpokinson压杆试验中的入射波的高频震荡,使得应变率的波动性明显减小。经历400℃和800℃后,普通混凝土的峰值应力和弹性模量均有较大程度的降低,同时,试件的能量吸收能力大幅度下降;钢纤维混凝土的峰值应力也有较大程度的降低,但是弹性模量降低较少。     

高温后高性能混凝土抗压强度试验研究

对常温20℃及200~600℃高温后高性能混凝土进行单轴抗压强度力学性能试验,测其抗压强度,并建立了高温后高性能混凝土抗压强度随温度变化的公式。试验结果表明:伴随温度升高,高温200~300℃后高性能混凝土抗压强度有所升高,400℃左右是抗压强度明显变化的临界温度。     

高温后PVA纤维增强水泥基复合材料力学性能试验研究

对经过100℃、200℃、400℃、600℃高温处理后的聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(PVA-ECC)进行了单轴压缩试验、单轴拉伸试验、剪切试验和四点弯曲试验,对不同温度下的试验结果进行了对比分析,拟合了高温后PVA-ECC各项性能的退化曲线,并通过扫描电镜观察了微观结构。结果表明:PVA-ECC在常温下能够表现出良好的变形能力;当温度由常温升至100℃时,抗压强度大幅下降,继续升至200℃时则有一定提高;当温度超过200℃以后,抗压强度、抗拉强度和极限拉应变均降低,试件由延性破坏变为脆性破坏;常温下,PVA-ECC试件表面密实完整,经过400℃高温处理后,试件呈现出稀疏多孔结构,温度超过600℃时,试件表面呈片状、海绵状形态。     

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。     

高温后纤维陶粒混凝土力学性能试验研究

通过对分别掺入聚丙烯腈纤维(PANF)、聚乙烯醇纤维(PVAF)的陶粒混凝土进行20,200,400,600,800℃五个温度水平高温后的加载试验,研究纤维掺入对陶粒混凝土抗压强度、抗拉强度与弹性模量随温度的变化规律,并与无纤维掺入陶粒混凝土进行对比分析。试验表明:分别掺入纤维PANF和PVAF后,对高温后陶粒混凝土的立方体抗压强度无明显改善效应,但可有效提高陶粒混凝土高温后的劈裂抗拉强度;掺入PANF后可改善陶粒混凝土在达到峰值极限荷载后的脆性破坏特性,在600℃内可有效提高陶粒混凝土高温后的棱柱体抗压强度,在20~400℃内能有效减缓陶粒混凝土弹性模量的降低。     

高温后花岗岩冲击破坏行为及波动特性研究

 采用SRM–5N超声检测分析仪和高温分离式霍普森压杆(SHPB)系统装置,分别对不同高温后花岗岩的波动特性和动态力学特性进行试验研究,分析不同温度条件对花岗岩纵波波速、波形频谱的影响,研究高温后花岗岩的动态抗压强度、峰值应变以及冲击破碎形态的变化情况。试验升温等级设为25 ℃,100 ℃,200 ℃,400 ℃,600 ℃,800℃,1 000 ℃七个等级,升温速度为10 ℃/min。试验结果表明：(1) 随着温度的增高,花岗岩试样的热损伤总体上呈逐渐增大趋势。但是100 ℃之前热损伤有所降低,出现负的热损伤,随后热损伤不断增加,直到600 ℃以后热损伤增幅开始变缓。(2) 随着温度的升高,试样的动态抗压强度总体减小,峰值应变总体增大;但是在110 ℃左右,抗压强度有所增强,峰值应变有所减小;600 ℃之后抗压强度和峰值应变分别显著减小和增大。(3) 推断110 ℃左右为花岗岩一个阈值温度,在这个温度之前,温度的对花岗岩产生负损伤,花岗岩强度增强;推断600 ℃～800 ℃范围内存在为花岗岩另一个阈值温度,超过这个温度花岗岩的力学性能发生显著变化。该方法和成果可为岩体工程施工、防火设计以及火灾后评估修复提供一定参考价值。     

高温作用后混凝土动态压缩力学性能的试验研究

采用φ100 mm分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,简称SHPB)试验装置,分别对常温和经历200、400、600、800℃高温作用后的混凝土进行了冲击压缩试验,分析了高温和应变率对混凝土动态压缩力学性能的影响,并对其关系进行了拟合。结果表明:经历不同温度作用后的混凝土动态抗压强度、峰值应变以及比能量吸收都表现出较强的应变率效应。高温对混凝土动态力学性能影响显著,400℃是混凝土各项力学指标发生转折的温度:动态抗压强度、比能量吸收在400℃时回升至与常温接近,在400℃后又迅速下降;峰值应变在400℃以后增加明显,并随着应变率的提高而迅速增加。混凝土经400℃以上高温作用后,虽然强度损失严重,但在冲击荷载作用下,尤其是在较高应变率下,仍表现出良好的抗冲击韧性。