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。     

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。     

火灾高温下高性能混凝土的裂纹扩展与爆裂的关系

本文通过试验研究火灾高温作用下高性能混凝土的裂纹扩展与爆裂的关系,发现受火后其裂纹扩展阻力曲线已有很大改变,趋于变平。快速升温与缓慢升温引起的试件内部裂纹扩展是明显不同的。在高温下,湿含量是引起混凝土开裂的主要因素,爆裂正是这种开裂的极限形式。     

超高性能混凝土抗高温爆裂性能试验研究

测定了含粗骨料超高性能混凝土与活性粉末混凝土的不同含湿量(质量分数,下同)试件在从常温加热至800℃过程中的抗高温爆裂性能.结果表明:含粗骨料超高性能混凝土的抗高温爆裂性能优于活性粉末混凝土.粗骨料的存在不仅降低了超高性能混凝土的内部应力,而且增大了钢纤维在砂浆基体中的分布密度,因此起到减轻混凝土爆裂的作用.试验中大量粗骨料从砂浆基体中剥离,这证实蒸汽压力是导致超高性能混凝土发生高温爆裂的重要因素.2种超高性能混凝土的0%含湿量试件均未发生爆裂,而含湿量在25%及以上的试件均发生了爆裂,且含湿量越大,试件爆裂越严重.可以用爆裂发生的温度范围和爆裂声响次数来判断超高性能混凝土高温爆裂的严重程度.     

聚丙烯纤维对混凝土高温后性能的影响

为研究聚丙烯纤维对C80高性能混凝土（简称“HPC”）的高温后劈拉强度的影响,对素C80HPC及掺加0.1%和0.2%的C80HPC进行高温试验,观察记录混凝土的爆裂情况,并对试件进行劈拉强度试验,利用红外热像仪检测C80HPC试件断面的红外温升,分析HPC的劈拉强度、红外温升与受火温度的关系。结果表明,在C80HPC中掺入0.1%的聚丙烯纤维可以抑制爆裂的发生;HPC的劈拉强度均随受火温度的升高而不断下降,掺入聚丙烯纤维会降低HPC的劈拉强度;建立的受火温度与红外平均温升、劈拉强度的回归方程可用于火灾后HPC的火灾温度、剩余强度的鉴定及后期建筑恢复。     

高温后超高性能混凝土残余受压性能试验研究

超高性能混凝土（UHPC）具有优异的强度、韧度、耐久及抗裂性能。但UHPC在高温下易发生爆裂,由此可能严重影响其力学性能。对高温后UHPC的残余受压性能进行了试验研究。试验参数包括受火温度、纤维类型和养护条件。评估了UHPC高温后的抗压强度、弹性模量和应力-应变关系。结果表明,随着受火温度的升高,UHPC的残余抗压强度和弹性模量逐渐下降,延性逐渐提高。无纤维试件和POM纤维掺量较少试件（0.33%）在500℃时发生完全爆裂。与这两类试件相比,UHPC中添加钢纤维和0.33%含量的PP纤维可显著提高混凝土的残余受压性能及降低爆裂风险。利用这些数据,提出以温度为变量表示的UHPC高温后残余受压性能的函数关系,以评估UHPC结构的耐火性。     

高温对高强混凝土往复加载粘结性能的影响

对1 0个高强混凝土粘结试件进行了往复加载试验,通过分析比较试件的荷载位移滞回曲线,研究了高温后加载时的最高受火温度和冷却方式以及高温加载时最高受火温度对试件粘结性能的不同影响。研究结果表明,高温后加载试件比高温中加载试件的粘结性能退化显著;水冷试件比气冷试件粘结性能退化显著;超过2 5 0℃后,冷却方式比温度对高强混凝土粘结性能的影响显著。     

高强混凝土高温爆裂抑制措施研究

首先提出了定量表征混凝土受火爆裂程度的方法,然后研究了4种纤维、1种聚合物乳液和2种防火涂层对硅灰高强混凝土和粉煤灰高强混凝土受火爆裂的抑制效果。研究表明,单丝状、直径较小的聚丙烯纤维可有效抑制爆裂,提出了包裹干纤维表面的、受保护的混凝土柱的直径计算方法,并用以定量描述纤维掺量和直径对抗爆裂的影响。孔结构分析表明：添加物能有效抑制爆裂时,一般表现为试件受火后孔隙率显著提高,最可几孔径发生明显偏移,并且此最可几孔占有一定的数量。防火涂层具有一定的抗爆裂效果,但与涂层本身性能有关。     

部分预制装配型钢混凝土柱受火后轴压性能试验研究

为研究部分预制装配型钢混凝土(PPSRC)柱在受火后的受压性能,开展了8个足尺PPSRC柱试件在历经ISO 834标准明火试验后的轴压试验和1个未受火PPSRC柱对比试件的轴压试验,研究核心部分混凝土强度、配箍间距及截面尺寸对标准受火条件下试件截面温度-时间曲线、轴压荷载-位移曲线和剩余承载力的影响。结果表明：RPC预制外壳能对内部型钢和核心混凝土起到良好保护作用;箍筋间距、现浇混凝土强度对截面温度场影响不大,型钢保护层越大,截面内部温度升高越慢且最高温度越低;PPSRC柱受火后轴压破坏形态与常温下类似;核心混凝土强度增加,试件承载力增大;箍筋间距减小对受火后试件承载力提高有利。     

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。     

高性能硅灰混凝土的高温爆裂与抗火性

采用不同湿含量的５ 种强度等级的混凝土,在ＩＳＯ标准火灾升温条件下进行高性能硅灰混凝土火灾高温行为的试验研究．用１００ ｍｍ ×１００ ｍｍ ×１００ ｍ ｍ 试件进行的爆裂试验结果表明,湿含量与强度等级是影响混凝土高温爆裂的两个主要因素．这一结果也证实了高温爆裂的蒸汽压机理（ｔｈｅ ｖａｐｏｒ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｂｕｉｌｄｕｐ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ） ．对火烧后混凝土板的回弹试验表明,板内各点的残余力学性能不再是一个均一的数值,而是呈一空间分布,此空间分布与板内温度场有关．因此,目前常用方法难以准确描述火灾后混凝土的残余力学性能．     

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。     

足尺平板无梁楼盖抗火性能试验研究

对2个足尺钢筋混凝土平板无梁楼盖试件进行了抗火试验,测量了火灾作用下板的平面内（水平）位移和平面外（竖向）位移等,考察了板的约束反力变化,分析了混凝土板沿厚度的温度分布以及钢筋的温度变化。结果表明：单面受火的钢筋混凝土板沿厚度的温度呈非线性分布,温度梯度随时间的增长而快速增大,并且毛细孔水和凝胶水等水分的存在使混凝土在100℃时产生了升温水平段;水分不仅影响了混凝土的升温,还使受火混凝土产生爆裂,含水率太高时板将因混凝土的爆裂而导致破坏;柱上板带和跨中板带的约束反力均产生了显著变化,柱上板带的约束反力由第4 min时的8.2 kN/m下降到试验结束时的2.7kN/m,跨中板带则由第4 min时的4.5 kN/m下降到接近0;平板无梁楼盖的板顶裂缝最终形成对角呈双曲线形,与传统塑性铰线理论的柱附近局部屈服线模式一致。     

Fire Resistance and Post-fire Seismic Behavior of High Strength Concrete Shear Walls

In this study, both fire tests and low-frequency cyclic loading tests after fire were conducted on three conventional high strength concrete (HSC) shear walls and a superimposed HSC shear wall with precast recycled aggregate concrete (RAC) panels. The RAC in this paper was made with recycled concrete aggregate. When specimens suffered the fire exposure on one side for 45 min, 90 min, and 135 min separately, spalling of concrete, temperature distribution and deformation of specimens were investigated as indicators of fire response. When specimens were subjected to cyclic load after fire, hysteresis curves were obtained, based on which the secant stiffness degradation and energy dissipation capacity of walls were analyzed. The results indicated that HSC would suffer severe spalling during the fire and that fire response of the superimposed wall including spalling was smaller than that of conventional walls. Using RAC panel as a thermal barrier was found to be effective to alleviate spalling, as it reduced more than 60% of spalling of HSC compared with bare walls. Based on the seismic tests results, the fire exposure deteriorated the load bearing capacity, lateral stiffness and energy dissipation capacity of walls, whereas the application of RAC panels improved the load bearing capacity by about 10% even when the superimposed wall was exposed to the fire for a long time.     

足尺震损钢筋混凝土柱耐火性能试验研究

地震次生火灾具有发生概率高、灾害破坏力强、损失巨大和机理复杂等特点,为分析震后火灾环境下钢筋混凝土柱构件的抗火性能,以钢筋混凝土柱的裂缝、混凝土剥落和残余变形作为地震损伤形式,设计了7根带有预制损伤的足尺钢筋混凝土方形截面柱,进行明火试验,研究不同几何损伤形式及损伤程度对混凝土柱的火灾破坏特征、截面温度场分布、竖向变形过程及耐火极限等性能影响规律。试验结果表明,预制损伤混凝土柱构件的火灾破坏程度明显大于无损伤混凝土柱,其中混凝土剥落对震损柱内部温度场及耐火性能的影响最大。根据足尺混凝土柱的耐火试验结果,采用ABAQUS有限元软件分析震损混凝土柱的温度场分布与耐火极限,结果表明：当试件端部产生保护层剥落时,剥落区轴向等温线向柱中心凹陷,整体呈“瓶颈”状;轴压比与剥落厚度对震损混凝土柱耐火极限有较大影响;残余变形小于GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》中的弹塑性层间位移角1/50时,残余变形对震损混凝土柱的耐火极限影响有限。通过拟合得到了混凝土柱的轴压比、残余层间位移角、剥落厚度与其耐火极限之间的量化关系式,关系式计算结果与试验结果吻合较好。     

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。     

混凝土高温爆裂临界温度和防爆裂纤维掺量研究综述与分析

确定无纤维或低纤维掺量的不同强度等级混凝土的爆裂临界温度,以及防止火灾时不同强度混凝土爆裂所需聚丙烯（PP）纤维或钢纤维最小掺量,对混凝土结构抗火设计具有重要意义。为此,对国内外大量高温爆裂试验研究结果进行分析,获得了爆裂临界温度与混凝土抗压强度（23~238MPa）的关系曲线,发现混凝土抗压强度越高,爆裂临界温度越低。通过大量试验数据拟合得到了防爆裂PP纤维掺量、钢纤维掺量与混凝土抗压强度的关系曲线,发现随着混凝土抗压强度的提高,所需防爆裂PP纤维掺量呈线性增长,而所需防爆裂钢纤维掺量呈指数增长。按EN 1992-1-2:2004《欧洲混凝土抗火设计规范》建议值,PP纤维掺量为0.22%的防爆裂混凝土,火灾下仍可能发生爆裂;按所提出计算式计算的掺量,则可有效降低火灾下混凝土爆裂的风险。     

高强混凝土柱准耐火极限的数值计算

在前期研究结果的基础上,编制了高强混凝土轴压柱和偏压柱准耐火极限的计算程序,考查了高温爆裂对准耐火极限的影响,研究了柱截面尺寸、轴压比、配筋率和偏心距等参数对高强混凝土柱准耐火极限的影响规律,结果表明:高温爆裂对高强混凝土柱准耐火极限的影响明显,截面尺寸、轴压比和偏心距的影响较大,而配筋率的影响较小。     

预应力混凝土结构抗火研究进展

总结了近年来预应力混凝土结构抗火研究进展,包括预应力筋高温力学性能、预应力混凝土梁板抗火试验、足尺预应力混凝土梁板抗火性能、活性粉末混凝土高温力学性能、高温下混凝土的爆裂规律、CFRP布加固混凝土梁板抗火性能、预应力混凝土梁板以及用耐高温无机胶粘贴CFRP布加固的混凝土梁板抗火设计方法等,分析了预应力混凝土结构和CFRP布加固混凝土结构抗火研究中尚存在的一些问题。分析表明：大尺度预应力混凝土梁的抗火性能优于小尺度梁,用耐高温无机胶替代环氧类有机胶粘贴CFRP布加固混凝土梁板并以此提高结构的抗火性能是可行的,大尺度预应力构件及预应力整体结构的抗火性能及其抗火设计方法等是今后一段时间预应力混凝土结构抗火研究领域值得关注的课题。     

掺聚丙烯纤维的高强混凝土高温性能研究

高强混凝土的渗透性很低，高温下可能出现爆裂破坏现象，严重影响混凝土及其内部钢筋的结构安全使用性能。本本通过改变聚丙烯纤维掺量，研究其改善高强混凝土高温爆裂性能，以及高温后高强温凝土吸水率，剩余强度性能及其恢复性能。