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高性能混凝土高温后的强度与断裂性能试验研究

金鑫  
【摘要】:随着现代科学技术和生产力的发展,各种高层建筑、超长、超高、超大型混凝土构筑物,以及在严酷环境下使用的重大混凝土结构不断增加,对混凝土的设计和施工提出了更高更严格的要求,具有高耐久性、高工作性、高体积稳定性等优点的高性能混凝土(High Performance Concrete,简称HPC)得到了越来越广泛的应用。然而,HPC存在脆性高、耐火性差,在高温下易爆裂,强度损失严重等不足,导致火灾中构件的承载能力迅速丧失,建筑物坍塌,造成灾难性的后果。有关HPC高温性能的研究在国内外都是近几年才展开,正在探索,研究有限。因此,研究和完善HPC高温性能对实际工程和火灾后HPC结构损伤评估及其加固有着极其重要的意义。 本文依托山西省自然科学基金项目(编号:2011011024-2)及国家自然科学基金项目(编号:51278325),主要进行了以下研究: (1)通过国内外文献研究,综合叙述了HPC的发展历程及其高温性能的研究状况。 (2)对标准养护的HPC试件进行了火灾模拟试验,并对试件在高温作用下的试验现象、高温作用后的表观特征及质量损失率进行了认真地观察和统计,为灾后建筑物的损伤评估提供实验依据,具有一定的实用价值。 (3)HPC在高温作用下烧透时间的测定。通过对内置热电偶HPC试件的高温试验,测定了100mm立方体和150mm立方体试件在不同高温(100℃,200℃,300℃,400℃,500℃,600℃,700℃,800℃)下的烧透时间,为以后HPC试件的高温试验提供依据。 (4)HPC高温作用后的强度试验研究。通过对C40HPC试件在常温和不同高温(100℃,200℃,300℃,400℃,500℃,600℃,700℃,800℃)不同恒温时间(2h和3h)的情况下以及不同高温(100℃,200℃,300℃,400℃,500℃,600℃,700℃,800℃)烧透的情况下对其立方体抗压强度、轴心抗压强度和劈裂抗拉强度进行试验研究,分析了HPC的强度随温度变化的规律。结果表明:HPC的强度随着经历温度的升高和作用时间的增加总体呈下降趋势,但会出现局部回升现象。 (5)HPC高温作用后的断裂性能试验研究。通过试验测定HPC在高温前后的断裂性能,分析了HPC起裂韧度、失稳韧度、断裂能和特征长度等参数随温度变化的规律,得到了一些有价值的结论,对实际工程有一定的指导意义。


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