火灾高温对大理石混凝土宏观性能与微观结构的影响

为了研究火灾发展过程中高温对混凝土的力学性能和结构损伤的影响,在20 ～ 800℃温度范围内开展含大理石废料混凝土的高温燃烧试验,再对自然冷却后的试件进行XRD分析、质量损失测量、单轴压缩以及微观结构探测等试验.结果 表明:在火灾发展过程中,混凝土内的水泥凝胶体C-S-H受高温作用逐渐分解,火灾后期大理石骨料的碳酸钙发生化学反应;含大理石废料的混凝土试样的表观形态、单轴抗压强度和质量损失等宏观性能在200℃以下温度环境中没有出现明显变化,燃烧温度超过400℃后混凝土试件的宏观性能开始衰减,在600 ～ 800℃的温度范围内的劣化程度大幅增加;采用毛细吸水率和超声波波速表征混凝土的微观结构特性,结果表明微观结构特征与宏观力学性能变化规律保持较好的同步性.     

短切玄武岩纤维对矿渣粉煤灰混凝土力学性能和微观结构的影响

以聚丙烯纤维为参照,研究了不同长度(12 mm、18 mm)和体积掺量(0.50％、0.10％、0.20％和0.30％)的短切玄武岩纤维对矿渣粉煤灰混凝土工作性能、抗压强度、劈裂抗压强度和抗折强度的影响,并采用扫描电镜(SEM)和压汞法(MIP)对纤维混凝土的微观形貌和孔结构进行了分析.结果表明:掺入玄武岩纤维可以显著提高矿渣粉煤灰混凝土的抗折强度和劈裂抗拉强度,但对抗压强度的改善并不明显,且以长度为18 mm的玄武岩纤维,体积掺量为0.20％时,对混凝土的抗压、抗折和劈裂抗拉强度的增强效果最为显著.SEM和MIP分析结果显示:一定掺量范围内,玄武岩纤维与基体界面黏结性能良好,能够有效抑制裂纹扩展,且玄武岩纤维的掺入能够降低混凝土中有害孔的比例,改善孔结构.     

早期高温养护对粉煤灰基自密实混凝土性能的影响

为研究早期养护条件对粉煤灰基自密实混凝土(SCC)性能的影响规律,采用不同掺量(30％、40％、50％、65％)的粉煤灰取代等量的水泥胶凝材料制备SCC.将其放置在标准养护箱中养护24h或在蒸养机中以60℃和90℃的温度养护24 h,之后全部取出放入自来水中养护,分析不同早期养护条件对粉煤灰基SCC力学性能的影响,探讨粉煤灰基自密实混凝土力学性能之间的关系.对不同龄期下的粉煤灰基SCC进行微观测试,包括扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)测试,通过微观形貌及能谱分析解释粉煤灰基SCC的宏观工作性能和力学性能.研究表明,粉煤灰掺量增加对SCC的早期抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量存在明显的负作用,而早期高温养护能够显著提高粉煤灰基SCC的早期力学性能.结合实际工程需求,粉煤灰基SCC运用于预制构件的生产具有可行性.     

喷射粉煤灰混凝土微观结构和力学性能试验研究

为研究喷射粉煤灰混凝土在养护过程中微观结构和力学性能的变化,采用X-射线衍射法、热重-差示热法、扫描电镜法对喷射粉煤灰混凝土微观结构进行分析,并对其1d、3d、7d、28 d、60 d、90 d和180 d的抗压强度、劈裂抗拉强度进行研究.结果表明:养护龄期对喷射粉煤灰混凝土微观结构和力学性能影响大,且微观结构与力学性能之间存在密切联系.龄期为1d时,由于速凝剂的作用,喷射粉煤灰混凝土强度较高.龄期低于28 d时,粉煤灰等量替代水泥,控制水泥水化速度的有效水灰比相对增大,喷射粉煤灰混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度随粉煤灰掺量增加下降;龄期高于28 d时,粉煤灰活性被激发,喷射粉煤灰混凝土微观结构变得密实,喷射粉煤灰混凝土抗压强度随粉煤灰掺量增加先上升后下降,劈裂抗拉强度随之上升.     

C60高性能混凝土高温后红外检测及CT图像分析

对掺0%和0.2%聚丙烯纤维的C60高性能混凝土进行了模拟火灾高温试验,测试了高温前后混凝土的轴心抗压强度,采用红外热成像检测技术,研究了高温后混凝土的红外热像图谱.建立了高性能混凝土红外热像平均温升与受火温度和轴心抗压强度比的关系;对常温、300 ℃、400 ℃、500 ℃高温后高性能混凝土试件进行了CT图像扫描试验,分析纤维对混凝土内部裂纹产生和扩展的影响.     

粉煤灰掺量对不同骨料混凝土长期强度的影响

试验着眼于C30强度等级混凝土,以不同粗骨料(再生骨料、天然骨料)、粉煤灰掺量(15％、30％、50％)及养护环境(标养、室内自然养护)为变量探究粉煤灰对不同骨料混凝土长期强度的影响.试验结果表明,随着粉煤灰取代率的增加,在龄期较短时表现出对再生混凝土及普通混凝土的强度贡献率都有所下降的趋势,但后期经养护龄期的增加,180 d以后中长期强度贡献率下降幅度有所趋缓;当养护环境为标准养护时,粉煤灰取代率为30％以内试件的强度贡献率在180 d时达到了最大,之后强度贡献率有所下降,粉煤灰取代率为50％时,养护龄期超过180 d其强度贡献率也会有所增加;当养护环境为室内自然养护时,随着养护龄期的增长对不同取代率粉煤灰、不同骨料混凝土的中长期强度贡献率都有所加大.     

碳化对混凝土微观结构的影响

碳化不仅会引起混凝土pH值下降,还会引起硬化水泥浆体孔径分布和孔隙率的变化,进而影响有害离子在混凝土中的扩散进程.研究碳化对混凝土微观结构的影响具有重要意义.通过汞压力试验和扫描电镜试验研究了混凝土碳化前后的孔隙结构及微观形貌的变化.研究结果表明:碳化引起混凝土总孔隙率的下降,造成临界孔径和最可几孔径增大,硬化水泥浆体孔隙的连通性提高;混凝土碳化后,水化产物Ca(OH)2与CO2反应生成了大量CaCO3,Ca(OH)2晶体表面沉淀的碳化层受到扰动后形成了菱形面结晶,这种晶体之间存在较多的连通孔隙.     

粉煤灰细度对混凝土强度的影响

细度是衡量粉煤灰品质的主要指标,通常用０．０８ｍｍ或０．０４５ｍｍ方孔筛的筛余量表示。粉煤灰细度大小,对所配制的混凝土性能影响很大。这是因为细灰中含有大量具有火山灰活性的玻璃微珠,当掺入混凝土中时,能与水泥水化析出的Ｃａ（ＯＨ）２反应,生成水化硅酸钙...     

高温蒸压养护对再生混凝土力学性能影响的研究

为了探明高温蒸压养护对再生混凝土受力后力学行为的影响规律,通过改变混凝土的强度等级、再生粗骨料不同掺量为变量,研究了再生骨料混凝土在高温蒸压养护后的抗压强度与弹性模量,并与普通混凝土试件进行了对比研究.结果表明,当养护环境为高温蒸压养护时,再生混凝土与对比用普通混凝土的强度仅在前期高温蒸压后较高,后期强度并没有因龄期的增长而增长,具有一定幅度的下降趋势,强度等级越高,后期强度的降低幅度越小;改变再生粗骨料置换率后,混凝土在同一种强度等级下的弹性模量出现了一定幅度的下降,并且高温蒸压养护时的混凝土弹性模量略低于标养混凝土试件.     

钢纤维混凝土的高温动态强度特性

本文采用自主研制的高温SHPB试验系统,对高温条件下钢纤维混凝土(SFRC)的动态压缩强度进行了试验研究.结果表明:高温下SFRC的动态抗压强度同时存在加载速率强化效应和温度强弱化效应.加载速率越大,SFRC的动态抗压强度越高;200℃以前,以温度强化效应为主,200℃以后则以温度弱化效应为主,400℃后低于常温下的动态抗压强度,600℃后低于常温下的静压强度,到800℃时强度已变得很小.钢纤维的加入可以显著提高混凝土在不同温度和加载速率下的动态抗压强度,且纤维掺量越大,相应增加幅度越高;当纤维体积掺量为1.0％时,SFRC的动态抗压强度增长因子高于素混凝土.     

温度对高强喷射混凝土性能的影响

主要研究了温度对矿用高强喷射混凝土凝结时间、抗压强度及耐久性的影响.结果表明,当温度在10～15 ℃之间时,随着温度的升高凝结时间下降速率最快;当温度在20～30 ℃之间时,随着温度的升高凝结时间基本不再变化.当温度在10～20 ℃时,矿用高性能喷射混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能较强.当温度在20～30 ℃时,矿用高性能喷射混凝土氯离子扩散系数很低.当养护温度在5～15 ℃时,对矿用高性能喷射混凝土的抗冻性能比较有利.     

高强混凝土高温后轴心抗压强度试验研究

对掺聚丙烯纤维前后的C60高强混凝土(HSC)棱柱体试件进行了高温试验,分析了高强混凝土高温后轴心抗压强度的变化规律,以及聚丙烯纤维对高强混凝土高温后轴心抗压强度的影响.试验结果表明:高温后,高强混凝土的轴心抗压强度均有不同程度的降低;相同温度作用后,与不掺纤维的混凝土相比,掺聚丙烯纤维的高强混凝土轴心抗压强度有一定提高,且在相同掺量下,长度15 mm、直径35 μm的聚丙烯纤维对强度的贡献最大;借助X射线衍射(XRD)试验,探讨高温作用前后水泥净浆中物相结构的变化,初步揭示了高温对混凝土性能影响的机理.     

高温碳化养护对干硬性水泥净浆强度及微观性能的影响

碳化养护可在加快水泥制品早期强度发展的同时固定二氧化碳,因此已引起国内外学者的广泛关注,然而,高温对碳化养护进程的影响却未见报道。本文选用5个温度(20 ℃、100 ℃、120 ℃、140 ℃、160 ℃)对干硬性水泥净浆进行碳化养护,探究了抗压强度随碳化温度的变化规律,并结合热重分析、X-射线衍射、红外光谱及扫描电镜等方法对碳化养护后样品的微观性能进行表征。结果表明:抗压强度及碳化程度随温度的升高表现出先增加后趋于平缓的趋势,碳化温度为140 ℃的试件相比碳化温度为20 ℃的试件抗压强度增长近4倍,表明高温碳化是加速养护的有效措施,适当的高温可以蒸发部分自由水,有利于碳化反应进行。此外,高温碳化养护生成了高聚合程度的无定形硅胶和三种不同晶型的碳酸钙(CaCO₃),其中文石和球霰石所占比例相比于常温碳化有所上升。     

废弃玻璃粉对水泥石高温抗压强度和微观结构的影响

废弃玻璃粉作为一种高SiO₂含量的固体废弃物,可以有效防止油井水泥石在高温下的强度衰退,从而提升深井、超深井固井水泥环长期封隔完整性。本文研究了150 ℃、21 MPa下,不同粒径废弃玻璃粉对水泥石抗压强度、渗透率和微观结构的影响。结果表明:150 ℃、21 MPa下净浆水泥石180 d抗压强度为8.57 MPa,较1 d衰退76.04%;掺入废弃玻璃粉可以提高水泥石抗压强度的长期稳定性,在内掺40%(质量分数)粒径为45 μm的废弃玻璃粉情况下,水泥石在180 d时抗压强度为31.85 MPa,较1 d仅衰退3.95%,渗透率为1.28×10^-2 mD,较1 d降低16.88%;掺入废弃玻璃粉改变了水泥石150 ℃、21 MPa下的物相组成,净浆水泥石的主要结晶相为氢氧化钙和水硅钙石,掺入不同粒径废弃玻璃粉的水泥石主要结晶相为硬硅钙石和托贝莫来石;内掺40%粒径为45 μm的废弃玻璃粉的水泥石中托贝莫来石晶粒尺寸稳定;随龄期增加,净浆水泥石孔结构向大孔径发展,内掺40%粒径为45 μm的废弃玻璃粉的水泥石的孔结构更加致密,180 d内各龄期均以凝胶孔为主。     

Mechanical and Microstructure Characterization of Alccofine Based High Strength Concrete

Silicon - This study presents the influence of alccofine-1203 (alccofine) on mechanical and microstructure characteristics of High Strength Concrete (HSC). A total of 7 binder proportions were...     

高温后水泥基材料抗压强度与微观结构研究

为了探讨高温引起水泥基材料力学性能劣化的机理,通过强度、X射线衍射和扫描电镜观测试验,研究了高温对水泥基材料抗压强度和微观结构的影响.结果 表明:200℃时水泥砂浆抗压强度下降14.8％,400℃时强度有所恢复,600℃和800℃时,水泥砂浆抗压强度分别下降39.9％和72.3％.200 ℃时水泥浆体中钙矾石的衍射峰消失,高于400℃时Ca(OH)2开始脱水分解,高于600 ℃时CaCO3开始脱水分解;随着温度升高,水泥水化产物分解得到的CaO、C2S和C3S等逐渐增多.低于400℃时,水泥浆体微观形貌没有明显变化,超过400 ℃时,随着温度的升高,水泥浆体微观形态由致密的层状和絮凝状变为疏松多孔的片状和碎屑状.高温引起水泥水化产物脱水分解、孔隙增多是水泥基材料力学性能劣化的主要因素.     

高温对C80高性能混凝土轴压强度及红外热像的影响

为研究高温对C80高性能混凝土轴压强度及红外热像的影响,对不掺和掺0.2％PP纤维C80高性能混凝土(HPC和PPHPC)进行模拟高温试验,测试其高温后的轴压强度、红外温升,并分析其相关关系以及受火温度对各指标的影响.结果表明,随受火温度升高,C80高性能混凝土轴压强度总体呈下降趋势,PPHPC轴压强度较HPC轴压强度略高,表明掺加PP纤维能够改善其高温后的力学性能,红外温升随温度上升呈升高趋势,相同受火温度,红外温升随测距的增大而降低.     

高强混凝土高温爆裂行为改善措施的研究进展

科学技术的进步促进了高强混凝土的广泛应用.但是,由于高强混凝土高密实度、低渗透性的特点,致使其在高温或火灾条件下易出现爆裂现象.本文主要从掺加纤维、调整原材料、涂覆防火材料三个方面对目前高强混凝土高温爆裂行为的改善措施进行了总结.结果表明:通过掺加纤维、调整原材料、涂覆防火材料等措施可以不同程度的提高高强混凝土的耐高温性能.综合利用不同的改善措施可以更好地抑制高强混凝土的高温爆裂行为.     

掺粉煤灰和偏高岭土对高强混凝土不同温度下力学性能的影响

通过掺加粉煤灰和偏高岭土制备高强混凝土,研究了其在400℃、600℃、800℃、1000℃高温热处理后的力学性能变化,并与相同强度等级的混凝土进行对比,分析其在高温混凝土领域的应用优势.试验结果表明:普通高强混凝土经600℃热处理后,表观裂纹已经非常明显,而掺粉煤灰和偏高岭土的高强混凝土表观破坏温度为800℃;掺粉煤灰与偏高领土高强混凝土的高温力学性能出现先增长后迅速降低的现象,抗压强度最大值达到125.2 MPa,而普通高强混凝土高温处理后力学性能不断下降;普通高强混凝土随着热处理温度升高,浆体中的水化产物硅钙石、氢氧化钙不断分解,结构劣化严重,而掺粉煤灰和偏高岭土后浆体中会形成大量的耐高温相,而此过程会改善浆体中产生的部分结构缺陷,大幅度延缓力学性能退化,在1000℃热处理后浆体向陶瓷转变;掺粉煤灰和偏高领土的高强混凝土与相同强度等级的混凝土相比,在高温领域内的有着更加明显的优势,应用前景广阔.