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。     

超高性能混凝土高温后性能试验研究

通过对超高性能混凝土进行高温加热和高温作用后立方体抗压强度试验,研究了超高性能混凝土高温作用后的表观特征、质量损失及力学性能。对比了单掺钢纤维、单掺聚丙烯纤维和混掺钢纤维和聚丙烯纤维对超高性能混凝土高温爆裂的抑制效果,考察了温度、纤维种类和掺量、骨料(石英砂和钢渣)对超高性能混凝土强度的影响。试验结果表明:混掺1%钢纤维和2%聚丙烯纤维能有效抑制超高性能混凝土高温爆裂,在高温作用后依旧保持完整形态;钢渣骨料混杂纤维超高性能混凝土具有优异的高温力学性能,在1 000℃高温作用后仍能保持67%的残余强度;随着温度的升高,超高性能混凝土立方体抗压强度整体上表现出先升高后降低的规律;在目标温度超过600℃时,高温增强了超高性能混凝土的延性。     

高性能混凝土火灾条件下抗爆裂性能的研究

采用 15 0mm× 15 0mm× 3 0 0mm的普通混凝土、高性能混凝土及分别掺有聚丙烯纤维、引气剂和二者复合掺加的高性能混凝土 ,在 2 0～ 45 0℃范围内进行高性能混凝土火灾高温下的抗爆裂性能的研究。试验结果表明 ,聚丙烯纤维的加入可以大大提高高性能混凝土的抗爆裂性能 ,单独加入引气剂及复合掺加聚丙烯纤维和引气剂的抗爆裂效果并不理想。回弹试验表明 ,经受火灾高温后的高性能混凝土的残余力学性能呈一空间分布     

含湿量和纤维对高性能混凝土高温性能的影响

研究了含湿量和纤维对高性能混凝土高温爆裂及高温后残余抗压强度的影响．结果表明：在320～440℃范围内,高性能混凝土易发生爆裂,爆裂的频率和损伤程度随混凝土试件内部含湿量的上升而加大．单掺最小体积分数为0．1％的聚丙烯纤维能够减少甚至消除混凝土爆裂的发生,而以特定掺量混掺聚丙烯纤维和钢纤维则既能有效改善混凝土的抗爆裂性能,又能提高混凝土的残余抗压强度．     

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。     

高温对纤维增韧高性能混凝土残余力学性能影响的试验研究

本文通过测定钢纤维、聚丙烯纤维和混杂纤维(聚丙烯纤维和钢纤维)增韧高性能混凝土的高温残余强爱和断裂能，研究聚丙烯纤维、钢纤维和混杂纤维对混凝土高温残余力学性能的影响。实验结果表明，钢纤维和混杂纤维，尤其是钢纤维，显著提高高性能混凝土的残余强度和断裂能。聚丙烯纤维对高性能混凝土残余力学性能的影响很小。     

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.     

聚丙烯纤维混凝土板火灾后性能变化规律研究

通过模拟火灾现场材料表面实际升温曲线,对普通混凝土板及不同掺量聚丙烯纤维混凝土板进行火灾实验,结果表明:不同于高性能混凝土中常出现的高温爆裂现象,普通混凝土在经历高温与冷却的过程后,内外部温度梯度应力使其出现很大的裂缝。而通过掺加聚丙烯纤维可有效地缓解裂缝宽度,降低高温对普通混凝土的损伤。同时,通过测试高温前后混凝土板底面及侧面回弹值发现,由于混凝土板内部与侧面温度值在空间内分布不同,进而造成混凝土材料回弹值的损失也不一样,使得混凝土板残余力学性能呈空间分布,且与温度场有着直接的关系。     

高温后聚丙烯纤维高强混凝土力学性能试验研究

通过对高温后聚丙烯纤维高强混凝土和素高强混凝土力学性能的试验研究,探讨了聚丙烯纤维高强混凝土的抗压强度、抗拉强度和抗折强度在不同温度下的变化规律,分析了聚丙烯纤维高强混凝土的抗爆裂机理.研究结果表明,聚丙烯纤维高强混凝土的抗压强度、抗拉强度和抗折强度随温度的升高而降低,在400℃以内降低幅度较小,400℃以后显著降低.聚丙烯纤维能够显著改善高强混凝土的抗爆裂性能.     

复合纤维对高性能混凝土高温性能的影响研究

针对高性能混凝土的防火与抗爆裂性能低的特点 ,采用低熔点 (聚丙烯纤维 )及高熔点纤维 (钢纤维 )复合的方法 ,对高性能混凝土高温性能 (抗折强度、抗压强度及劈裂抗拉强度、抗爆裂性能 )进行改善。研究表明 ,80 0℃时 ,复合纤维混凝土的抗折强度剩余率约 15 % ,明显高于基准混凝土的抗折强度剩余率 (约6 % ) ;抗压强度剩余率约 15 % ,与基准混凝土的强度剩余率相当 (约 15 % ) ;劈裂抗拉强度剩余率约 2 0 % ,明显高于基准混凝土的抗折强度剩余率 (约 10 % )。另外 ,复合纤维对改善混凝土的抗爆裂性能特别有效 ,同时分析了复合纤维改善高性能混凝土高温性能的作用机理。     

高强混凝土受火后湿扩散特性研究

采用PCK法测量了高强混凝土受火后的吸水率 ,用以表征混凝土受火后的渗透性及高温时的温扩散能力。研究表明 ,随着受火温度升高、恒温时间延长 ,试件吸水率增大 ,且温度的影响更敏感 ;PP纤维掺入后可提高试件的湿扩散能力 ,从而降低爆裂度 ,但也削弱了受火后混凝土抗环境介质渗透的能力 ;硅灰混凝土结构更为密实 ,湿扩散能力低 ,更易爆裂。验证了蒸气压是爆裂的主要原因     

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．     

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。     

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.     

高性能轻骨料混凝土高温后受压本构关系研究

通过对无纤维全轻混凝土、无纤维次轻混凝土、钢纤维全轻混凝土、钢纤维次轻混凝土进行25、200、400、600、800℃五个温度水平的高温后力学性能试验，研究高温作用对未掺钢纤维和掺入不同体积掺量钢纤维增强轻骨料混凝土力学性能的影响。研究结果表明：随受火温度升高，高性能轻骨料混凝土的强度、弹性模量逐渐下降，立方体抗压强度和弹性模量下降幅度大于轴心抗压强度，纵向峰值应变和横向变形逐渐增大，应力-应变曲线渐趋扁平，上升段线性段比例变小，曲线与横轴包围面积逐渐减小;高性能全轻和次轻混凝土均表现出比普通混凝土更好的抗火性能，但是在高温800℃后，高性能轻骨料混凝土也发生了爆裂，掺入钢纤维后并没能消除爆裂现象，但是减小了高温后试块的表面裂缝宽度；钢纤维改善了高温前后轻骨料混凝土的力学性能，使高温前后轻骨料混凝土的弹性模量和峰值应变均有一定程度的提高。通过回归分析，建立高性能轻骨料混凝土的单轴受压分段应力-应变本构方程，其与试验结果吻合较好。     

高温条件下混凝土的力学性能与抗爆裂

根据近年来国内外对混凝土高温性能的试验研究,阐述了混凝土在高温下的基本力学性能,包括强度、弹性模量、应力-应变关系;从混凝土的微观结构出发,分析了混凝土在高温下的爆裂及强度损失机理;通过在混凝土中掺加纤维来减少混凝土高温后的强度损失和爆裂,经试验证明是行之有效的方法。     

高温后不同聚丙烯纤维掺量活性粉末混凝土力学性能试验研究

完成了聚丙烯纤维(PPF)体积掺量分别为0、0.1%、0.2%和0.3%的活性粉末混凝土(RPC)经20~900℃后的力学性能试验,包括70.7 mm×70.7 mm×70.7 mm立方体受压试验、70.7 mm×70.7 mm×228.0 mm棱柱体受压试验、40 mm×40 mm×160 mm棱柱体受折试验和“8”字形试件轴心受拉试验。考察了PPF对RPC高温爆裂的抑制效果,分析了PPF掺量和经历温度对RPC高温后力学性能(残余立方体抗压强度、残余轴心抗压强度、残余抗折强度和残余轴心抗拉强度)的影响。结果表明：PPF体积掺量0.1%和0.2%时对RPC高温爆裂的抑制作用不明显,体积掺量0.3%时可以防止RPC发生爆裂;常温下PPF的掺入对RPC力学性能有不利影响,经历温度高于200℃时,随PPF掺量的增大高温后RPC力学性能相应提高;掺PPF的RPC高温后残余抗压强度、残余抗折强度和残余轴心抗拉强度均随经历温度的升高先增大后减小,3种强度的临界温度分别为300℃、300℃和120℃。根据试验统计数据建立了高温后PPF体积掺量不同的RPC残余抗压强度、残余抗折强度和残余轴心抗拉强度随温度变化的计算式。     

Thermal characteristics of high-strength polymer–cement composites with lightweight aggregates and polypropylene fiber

Recently, research has been conducted using fibers to reduce the explosive spalling of concrete. Assessments of the volume fraction of polypropylene fiber in high-strength and lightweight concrete has shown that an optimum volume fraction of fiber reduces explosive spalling by discharging pore pressure and heat stress inside the concrete through the dissolution of fibers during exposure to high temperatures. In this study, we manufactured a high-strength polymer–cement mortar that can be used in repairs of many concrete structures by selecting three kinds of lightweight aggregate that have excellent heat interception performance, combined with varying volume fractions of polypropylene fiber to reduce explosive spalling. We analyzed the thermal characteristics and physical and mechanical properties of the mortar at high temperature. The analysis of test results for compressive strength, flexural strength, thermal conductivity, and thermogravimetric showed that a mixture of expanded perlite with high thermal stability and 0.2% polypropylene fiber showed the best physical, mechanical, and thermal characteristics.     

高强、超高强混凝土抗火性研究进展综述

回顾了国内外高强混凝土和超高强混凝土抗火性研究进展,并展望了超高强混凝土(特别是活性粉末混凝土)的下一步研究方向。高强混凝土的高温强度损失与普通混凝土基本类似,但其主要弱点是高温爆裂,可采用聚合物纤维或钢纤维予以抑制。活性粉末混凝土抗火性研究的主要目标应是抑制高温爆裂,减小乃至消除高温爆裂发生的可能性。需要进一步研究宏观断裂性能与微观结构特征,建立活性粉末混凝土抗火性改善的机理,提出确保抗火性的技术途径。