冷却方式对高温作用后C40HPC抗压及劈拉强度的影响

对C40高性能混凝土(简称HPC)不同高温作用后,采用自然冷却和喷淋冷却两种方式冷却至常温,研究其抗压强度和劈裂抗拉强度的变化。试验结果表明,两种冷却方式均使C40高性能混凝土抗压强度及劈拉强度总体呈下降趋势,但自然冷却后,混凝土抗压强度在300℃出现反弹,劈拉强度一致下降;喷淋冷却后,抗压强度和劈裂抗拉强度均一致下降。初步探讨了高温后混凝土性能劣化的机理。     

基于X-CT的C60高性能混凝土高温细观结构损伤研究

采用X射线计算机断层扫描(X-CT)技术,对20～600℃下C60高性能混凝土(HPC)和掺0.2%聚丙烯纤维C60高性能混凝土(PPHPC)的细观结构进行试验研究,旨在分析高温及聚丙烯纤维对高性能混凝土内部细观结构损伤及劣化衍化的影响,揭示高性能混凝土高温爆裂及聚丙烯纤维改善其高温性能的机理.结果表明:随着温度的升高,混凝土的孔隙率、平均孔径不断增加,裂缝长度、宽度、面积及周长均有所发展,内部细观结构不断劣化,抗压强度随之降低;400℃高温作用后,PPHPC内部孔隙数量较HPC有所增加;X-CT图像直观表明PPHPC劣化滞后于HPC,PPHPC孔隙增长率及抗压强度损失率均较HPC低;受火温度与缺陷率是影响混凝土强度的主要因素,掺聚丙烯纤维可以改善HPC的高温性能.     

消防射水对火灾后高性能混凝土剩余抗压强度影响试验研究

研究火灾后消防射水对高性能混凝土(HPC)剩余抗压强度的影响,分析C40HPC在不同温度、不同冷却方式条件下抗压强度的变化规律;利用ORIGIN 7.5软件拟合了高温作用后HPC剩余抗压强度与温度之间的关系.     

超高性能混凝土高温后残余力学性能试验研究

测定了抗压强度高于140MPa的含粗骨料超高性能混凝土和活性粉末混凝土遭受高温作用后的残余抗压强度、残余劈裂抗拉强度和残余断裂能。结果显示,两种超高性能混凝土的残余强度均随着目标温度的升高而呈现先增大再降低的趋势,而残余断裂能均随着目标温度的升高逐渐降低。各目标温度下,含粗骨料超高性能混凝土的残余抗压强度均高于活性粉末混凝土,但其残余劈裂抗拉强度和断裂能低于后者。活性粉末混凝土在300℃临界温度下的峰值残余抗压强度和峰值残余劈裂抗拉强度分别比常温时提高了26.8%和19.3%,800℃高温后的强度损失率分别为72.3%和81.4%。含粗骨料超高性能混凝土在400℃临界温度下的峰值残余抗压强度和在300℃目标温度下的峰值劈裂抗拉强度分别比常温时提高了34.0%和6.8%,800℃高温后的强度损失率分别为70.2%和84.9%。所以,对于有抗火灾高温要求的工程结构,含粗骨料超高性能混凝土适合用于受压构件,而活性粉末混凝土适宜于抗弯构件。     

不同石粉含量的机制砂混凝土高温后力学性能

以受火温度、石粉含量为变化参数,设计并制作了210个100 mm×100 mm×100 mm的机制砂混凝土立方体试件,对其进行高温后的物理力学性能试验,获取了试件的质量损失率以及抗压强度和劈裂抗拉强度,建立了机制砂混凝土高温后抗压强度和劈裂强度的劣化模型,同时结合X射线衍射和扫描电子显微镜等技术,揭示了高温后机制砂混凝土力学性能劣化的微观机理。基于最高受火温度和质量损失率,分别提出了高温后机制砂混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度评估计算式。结果表明:随着温度的升高,机制砂混凝土试件的表面颜色从灰色变成红褐色,最后呈白色,高温作用使试件表面出现了温度裂缝及剥落现象; 试件的质量损失率随着石粉含量的增加而增大; 混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度随着温度的升高显著减小; 随着石粉含量的增加,混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度先增大后减小,当石粉含量(质量分数)为10%时,混凝土强度达到最大值; 基于试验结果建立的高温后机制砂混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度的劣化模型拟合度较好; 混凝土中掺入适量的石粉能促进体系中钙钒石和氢氧化钙等水化产物数量,当经受700 ℃高温后,水泥水化物脱水分解使混凝土内部裂缝和孔隙增多。     

高性能混凝土在卤水环境下强度变化规律的探究

试验研究了高性能混凝土试件在早龄期标准养护、水环境养护、卤水环境养护下抗压、抗折强度的变化规律,以及混凝土试件在水环境、卤水环境下腐蚀2年内其抗压、抗折强度随服役期的变化规律。研究结果表明:在低龄期下,抗折强度呈现先增后减的趋势,且28d龄期值大于3d龄期;抗压强度呈现先减后增的趋势,3~7d抗压强度降低较多,但水环境下比卤水环境下的7~28d抗压强度增长多;在卤水腐蚀环境下混凝土的抗折与抗压强度在0.5~1.0年、1.0~1.5年、1.5~2.0年这3个时间段内的变化与腐蚀影响能力同时存在,但抗折强度在服役期内表现为增强,抗压强度表现为降低;标号为Ca50z高性能混凝土试件的配合比为最佳,表现出良好的抗腐蚀性。     

橡胶集料高强混凝土高温前后性能研究

以橡胶颗粒部分取代细集料砂子配制高强混凝土,研究橡胶颗粒不同取代率(体积分数)对高强混凝土工作性、高温后质量和强度的损失,并用电镜表征高温前后硬化水泥基体的微观结构。研究结果表明:常温下橡胶集料高强混凝土的表观密度随着橡胶颗粒掺量的递增而下降。抗压强度随橡胶颗粒掺量的递增表现为先减后增,当掺量为6%时强度最低。硬化水泥基体微观结构致密,水泥水化产物结晶发达,600℃高温作用后,混凝土表观密度、抗压和劈拉强度明显下降,但适当掺入橡胶颗粒可以明显提高混凝土强度剩余百分率。高温后硬化水泥基体微观结构疏松、孔隙增大,粗集料以及水泥基体均产生裂纹,水泥水化产物结晶消失。     

纤维及二次养护对C60 HPC高温后强度的影响

为研究纤维及二次养护对C60高性能混凝土(high performance concrete, HPC)高温后强度的影响,对掺加聚丙烯纤维、钢纤维及混杂纤维(聚丙烯纤维和钢纤维混掺)的C60 HPC进行模拟火灾试验;待试件冷却至常温(20℃)后,分别设计2组试验(一组为直接加载,另一组为继续标准养护14 d后进行加载),测定其抗压强度和劈裂抗拉强度。试验结果表明:随受火温度升高,各纤维掺量C60 HPC抗压强度和劈裂抗拉强度均下降;与不掺或单掺纤维相比,混掺纤维可显著降低高温对混凝土的损伤;对高温后C60 HPC进行二次养护可使其抗压强度和劈裂抗拉强度得到一定程度回升。     

高强混凝土遭受高温的性能衰减特征

采用三种强度等级的混凝土，即抗压强度分别为３９ＭＰａ的普通强度混凝土和７４ＭＰａ，９４ＭＰａ的高强混凝土，研究ＨＳＣ遭受高温的性能衰减特征。在遭受高温的性能衰减特征。在遭受高达１２００℃的一系列高温后，测定了抗压强度与劈裂抗拉强度，并测定了硬化水泥浆的孔结构。结果表明，ＨＳＣ与ＮＳＣ的高温性能衰减主要表现为力学强度衰减和耐久性劣化。ＨＳＣ的强度衰减方式与ＮＳＣ类似。４００￣８００℃是强度衰减的关键     

掺合料对高性能混凝土抗压强度增长的影响

阐述了矿渣和粉煤灰的作用机理,通过试验分析了矿渣和粉煤灰对高性能混凝土抗压强度增长的影响。由于矿渣和粉煤灰本身离子溶出能力很低,高性能混凝土中用掺合料替代水泥会不同程度减缓自由离子的溶解,因此早期掺矿物掺合料的高性能混凝土强度明显低于纯水泥混凝土。矿渣在早期的自身的水硬性及与水泥水化产物发生二次水化反应,因此掺矿渣的混凝土在3d之后抗压强度增长明显。粉煤灰自身的物理包裹作用和其独特的吸附效应会使水泥的早期水化得到一定的延迟,从而导致掺粉煤灰混凝土早期强度增长较慢。     

Effect of high temperature and cooling regimes on the compressive strength and pore properties of high performance concrete

This paper describes the behavior of high performance concrete (HPC), compared with normal strength concrete (NSC), after subject to different high temperatures (800 and 1100°C) and cooling regimes (gradual and rapid cooling). Deterioration of compressive strength of the concrete was measured. The results obtained showed that the strength of both the HPC and NSC reduced sharply after their exposure to high temperatures. Thermal shock due to rapid cooling caused a bit more deterioration in strength than in the case of gradual cooling without thermal shock. However, thermal shock did not significantly increase the spalling of HPC. Mercury intrusion porosimetry (MIP) tests were carried out to measure changes in the pore size distribution in the concrete. Test results showed that the pore volume in the HPC increased much more than that in the NSC. A significant change in the cumulative pore volume was observed and the difference in cumulative pore volume between the two cooling regimes was less after subject to the peak temperature of 1100°C when compared with that of 800°C peak temperature.     

高性能混凝土轴心抗压静载与疲劳强度

在完成掺有粉煤灰、粉煤灰和磨细矿渣、粉煤灰和聚丙烯纤维3类高性能混凝土轴心抗压静载强度试验基础上，分析了高性能混凝土抗压静载强度的概率分布模型．基于文献研究成果，推导出了高性能混凝土疲劳寿命概率分布和疲劳强度表达式．最后，通过研究不同掺和料对高性能混凝土轴心抗压静载强度均值和方差的影响，利用疲劳强度计算公式，对比分析了不同掺和料高性能混凝土在高、低应力比之下的疲劳强度变化规律．     

引气轻骨料混凝土力学性能的试验研究

对比研究了在水灰比和水泥用量不变的情况下,4种不同含气量的浮石轻骨料混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度.结果表明:随着含气量的增加,轻骨料混凝土抗压强度在逐渐减小,而且比普通混凝土减小得速度要快.而对于劈裂抗托强度和抗折强度而言,随含气量的增加,强度先增加后减小.通过分析,得出浮石轻骨料混凝土的最佳含气量值为5.5%,从而为引气剂在浮石轻集料混凝土中的应用提供试验依据.     

现场运行近50年水工混凝土性能的试验研究

试验研究了龄期近50年混凝土的材料性能.混凝土的抗压强度增长趋势符合对数曲线的关系;劈拉强度与抗压强度存在良好的内在关系,且泊松比的数值与普通混凝土的基本一致;过水水工混凝土的碳化层强度要低于未碳化混凝土的强度,这与碳化混凝土的孔径、总孔隙率及最可几孔径变大,孔结构状况变差有关;长龄期未碳化混凝土的抗渗能力与混凝土的设计强度比较匹配,并没有随着强度的增长而提高,孔结构压汞测试及电镜观察结果揭示了其中的原因.     

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。     

水泥稳定砖与混凝土再生集料混合料的疲劳性能

研究了水泥稳定砖与混凝土再生集料(RBCA)混合料的无侧限抗压强度、劈裂强度与抗压回弹模量等基本物理力学性能,并开展了水泥稳定RBCA混合料的四点弯曲疲劳试验;基于Weibull分布确定了混合料的疲劳寿命预估模型,分析了RBCA掺量对混合料疲劳性能的影响.结果表明:随着RBCA掺量的增加,水泥稳定RBCA混合料的无侧限抗压强度、劈裂强度与抗压回弹模量均先增大后减小,弯拉强度也具有类似规律;相同级配与水泥剂量下,混合料的疲劳寿命随着RBCA掺量的增加而增大,且RBCA掺量较小时其混合料疲劳寿命增幅较大,后续增幅变小;加入RBCA可提高水泥稳定碎石混合料的抗疲劳性能.     

不同龄期混凝土高温后力学性能研究

为研究不同龄期混凝土高温后的力学性能变化,对不同养护龄期的混凝土设置不同的温度和继续养护时间,对其抗压强度和劈裂抗拉强度进行试验.结果表明:各龄期混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度随经历温度的升高基本呈下降趋势,但当温度不高于100℃,龄期不大于14 d时,其强度反而略有上升.混凝土经历相同温度情况下,高温时龄期越早,强度...     

基于孔结构的单面冻后混凝土抗压强度模型研究

通过单面冻融试验,研究了介质和冻融循环次数对混凝土抗冻性能和微观孔结构的影响规律.使用盒维数建立了混凝土单面冻融循环后的孔径分布分形模型,分析了分形维数与抗压强度的关系,建立了基于复合孔参数、分形维数的多因素抗压强度模型.结果表明：在不同冻融介质条件下,混凝土表观形貌、质量损失、相对动弹性模量、抗压强度、抗冻耐久性系数和孔参数随着冻融循环次数的增加逐渐劣化,盐冻对混凝土损伤程度大于水冻;混凝土孔径分布分形维数随着冻融循环次数的增加逐渐减小;在单面冻融循环过程中,混凝土孔参数演化分为初期、中期、后期3个阶段,中、后期对冻融循环作用较敏感的孔参数分别为气孔平均弦长和气孔比表面积、含气量和气孔间距系数;多因素抗压强度模型与复合孔参数、分形维数之间的回归效果显著,可以准确地描述水、盐单面冻融循环前后混凝土抗压强度与孔结构的定量关系.     

高性能混凝土配合比设计及力学强度试验研究

为提高混凝土的抗压强度和抗冲磨强度,通过不同配合比对普通混凝土进行试验分析。通过试验得出:石粉、灰土和钢渣对混凝土的抗压强度影响并不显著。随着石粉比例的增多,混凝土的抗压强度几乎无明显变化;随着灰土比例的增高,混凝土的抗压强度会出现降低趋势;而随着钢渣比例的增多,混凝土的抗压强度也会出现下降趋势,但影响较小;水灰比对混凝土的抗压强度的变化具有显著性,而砂率和用水量比例则对抗压强度的影响不大。当水灰比逐渐增大时,混凝土的抗压强度逐渐减小;砂率比例逐渐增大时,混凝土的抗压强度无明显变化;用水量比例增多时,混凝土的抗压强度会逐渐上升,但影响较小;石粉、灰土和钢渣对混凝土的抗冲磨强度影响并不显著。随着石粉比例的增加,混凝土抗冲磨强度增大,当石粉比例逐渐增加时,混凝土抗冲磨强度明显增大;随着灰土比例的增多,混凝土的抗冲磨强度减小,并且随着时间的增加,其强度减小趋势便更加明显;随着钢渣比例的增加,混凝土的抗冲磨强度下降,但影响不大。通过试验结果得出最佳混凝土配合比,并通过分析高性能混凝土与混凝土的微观特征得出:普通混凝土内部结构疏松并且有大量的孔洞、分布排列杂乱;而高性能混凝土内部结构较为密集,孔洞较少,高性能混凝土水化后,Ca和Si含量最多,而这两种元素能够形成稳定的结构,因此使得高性能混凝土抗压强度和抗冲磨强度提高。