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《东南大学》 2005年
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高强混凝土受火损伤及其综合评价研究

李敏  
【摘要】: 火灾发生后,建筑物的材料性能严重劣化,结构性能大大削弱,导致结构不同程度的损伤和承载力的下降。火灾发生后如何科学正确地评估混凝土建筑物的承载能力,尽快采取合理的修复加固措施是建筑业必须解决的问题。混凝土的高强化在世界各国已引起土木建筑与材料工程界的高度重视,近年来取得了较大的进展。但高强混凝土有时会呈现比普通混凝土更差的性能,尤其是高温性能劣化严重。因此有必要深入研究火灾中混凝土性能的衰减规律,科学地诊断火灾后结构的受损程度,确定其残余承载力和合理地加以修复加固,同时延长建筑结构坍塌的时间,将火灾造成的损失降低到最少。 本文在研究高强混凝土高温后性能的基础上,提出了对混凝土高温后损伤进行综合评定的方法,为混凝土结构火灾损伤的诊断评估与修复加固提供科学依据。 本文主要研究内容和成果如下: 1.高强混凝土高温后强度的变化 通过模拟火灾试验,研究分析了温度、升温制度、强度等级、含水率、外掺料、骨料种类、PP纤维、试件尺寸等因素对高强混凝土经受高温后的抗压强度的影响,并从微观角度进行了分析。探讨了高强混凝土经受高温后抗折强度、劈裂抗拉强度的变化规律,另外,还研究了上述因素对高强混凝土高温后的超声波传播速度的影响,并建立了高温后高强混凝土的相对抗压强度与温度的关系、相对超声速度与温度的关系、相对超声波传播速度与相对抗压强度之间的关系,分别见式(2.1)、式(2.4)和式(2.14)。这对于受火后混凝土的现场检测有重要应用价值。 2.高强混凝土高温后抗渗透性能的研究 在国内外率先全面深入研究了HSC高温后渗透性能的变化,分别探讨了HSC高温后的氯离子渗透系数、湿迁移渗透系数、空气渗透系数,吸水率、质量损失与碳化的变化规律,并研究了温度、强度等级、骨料种类、外掺料及PP纤维等对HSC高温后渗透性能的影响。对通过高温后再养护手段来改善HSC高温后抗渗透性能进行了详细的试验研究与机理分析,给出了三种渗透系数的相互关系。研究表明,HSC受火后抗渗性衰减大于普通强度混凝土;PP纤维可抑制爆裂,但受火后抗渗性损失很大。 3.高强混凝土高温爆裂的湿热耦合数学模型 从混凝土内部温度变化,水蒸汽迁移造成孔压力,以及孔压力场和温度场对蒸汽迁移的耦合作用,分析了内部湿热传递的现象。指出混凝土的渗透系数或扩散系数对于孔压有着重要影响。分析了“类饱和面”的形成及变化过程。在分析以往有关爆裂机理的理论的基础上,提出了爆裂机理的物理模型,建立了相应的数学表达,通过解析后,其结果与试验结果基本吻合,验证了模型的正确性。在参考、分析国内外有关爆裂及其机理的数学模型的基础上,在给定温度制度下进行了混凝土内部温度场和气压场的计算,并对计算结果进行了验证、分析与应用。 4.高强混凝土高温后损伤的综合评判 基于模糊数学的理论,研究了混凝土受高温后损伤的综合评价方法,在同时考虑混凝土高温后的外观损失、抗压强度损失与渗透性损失的基础上,对混凝土高温后的损伤进行了合理评价。参考环境评价方法,提出了混凝土高温损伤综合评价的过程:单项因子的评价赋值确定评价因子的权重综合计算,建立的综合评价计算模型科学合理,简单易行。利用C++开发了混凝土高温损伤综合评价的程序,程序运行正常,并通过实例进行了应用验证。提出将抗渗透性作为评判HSC高温后损伤的重要评判指标,具有创新性。
【学位授予单位】:东南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TU528.31

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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4 王子毅;韩阳;王威;;火灾后混凝土损伤综合评价的分形-插值模型[J];混凝土;2012年02期
5 孙培华;贾金青;张丽华;;疲劳荷载作用下混凝土中氯离子扩散性研究现状[J];混凝土;2012年04期
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前4条
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【参考文献】
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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5 杜红秀;张雄;;HSC/HPC的高温(火灾)性能[A];第十一届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ卷[C];2002年
6 贾彬;陶俊林;李正良;王汝恒;;高温混凝土动态力学性能的SHPB试验研究[A];第九届全国冲击动力学学术会议论文集(上册)[C];2009年
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8 钱春香;;城市隧道混凝土结构耐久性及其增强技术的实践与思考[A];第五届混凝土结构耐久性科技论坛论文集[C];2006年
9 耿欧;袁迎曙;朱辉;李富民;;混凝土氧气扩散系数试验研究[A];第五届混凝土结构耐久性科技论坛论文集[C];2006年
10 张云升;孙伟;陈树东;郭飞;;弯拉应力下粉煤灰混凝土的多维碳化及寿命预测模型[A];第五届混凝土结构耐久性科技论坛论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 黎鹏平;胶凝材料组成与钢筋混凝土氯离子腐蚀研究[D];华南理工大学;2010年
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4 蔡斌;钢筋混凝土结构可靠性若干问题研究[D];吉林大学;2011年
5 黄昂;卷烟联合工房火灾蔓延规律及防治研究[D];中南大学;2010年
6 刘燕;缺陷混凝土抗氯离子渗透性能及对结构可靠度影响研究[D];中国矿业大学(北京);2011年
7 延永东;氯离子在损伤及开裂混凝土内的输运机理及作用效应[D];浙江大学;2011年
8 唐国斌;基于全寿命设计的混凝土箱梁桥若干理论问题研究[D];浙江大学;2011年
9 王珍;高性能混凝土建筑火灾烧损试验研究[D];西南交通大学;2011年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵永梅;方钢管混凝土火灾条件下温度场和温度应力研究[D];山东科技大学;2010年
2 黄晓战;纤维矿渣微粉混凝土高温损伤机理与力学性能研究[D];郑州大学;2010年
3 李科;地下工程结构耐久性分析与评价[D];郑州大学;2010年
4 王岩;混凝土受氯离子侵蚀劣化的ANFIS分析[D];郑州大学;2010年
5 夏富友;基于结构检算的公路混凝土旧桥承载力评价方法研究[D];郑州大学;2010年
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9 李亚坤;包裹体爆裂法测定混凝土内部温度的实验方法研究[D];河南工业大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱伯龙,陆洲导,胡克旭;高温(火灾)下混凝土与钢筋的本构关系[J];四川建筑科学研究;1990年01期
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中国重要会议论文全文数据库 前2条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前6条
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2 周鹏;吴波;吴耀鹏;;表面设置防火涂料高强混凝土柱的耐火极限[J];防灾减灾工程学报;2012年01期
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王珍;高性能混凝土建筑火灾烧损试验研究[D];西南交通大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 赵军;高丹盈;;高温后聚丙烯纤维高强混凝土力学性能试验研究[J];四川建筑科学研究;2008年01期
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7 钱春香;游有鲲;李敏;;再养护液对受高温后高强混凝土的渗透性能的影响[J];硅酸盐学报;2006年02期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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6 李敏;钱春香;孙伟;;高强混凝土火灾后渗透性能的变化[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会水泥基材料论文集(下册)[C];2003年
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8 吴振林;王予予;;硅粉高强混凝土的应用研究[A];新疆水利学会获奖论文集(1989-1998)[C];1999年
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10 杨天生;金琼;褚亚卿;姜飈;;高强抗冲磨铁矿石混凝土在万家寨工程应用研究[A];第五届全国混凝土耐久性学术交流会论文集[C];2000年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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9 耿乃志;复心脉方对病态窦房结综合征家兔模型HR、SNRT、SACT影响的实验研究[D];黑龙江中医药大学;2008年
10 付兴华;掺杂钛酸锶钡薄膜的制备与电性能的研究[D];武汉理工大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 谢伟锋;橡胶粉改性高强混凝土高温后性能研究[D];广东工业大学;2007年
2 胡鹏;橡胶集料混凝土渗透性能研究[D];天津大学;2007年
3 游有鲲;高强混凝土抗火灾性能改善措施与评价方法研究[D];东南大学;2004年
4 林辰;早龄期混凝土断裂性能和微观结构的试验研究[D];浙江大学;2005年
5 王慧芳;聚丙烯纤维高强混凝土高温性能研究[D];太原理工大学;2011年
6 周鹏;表面设置防火涂料高强混凝土的初步研究[D];华南理工大学;2010年
7 寇佳亮;高温后叠层橡胶支座串联体系抗震性能试验研究与分析[D];兰州理工大学;2009年
8 王静芳;多头小直径搅拌桩防渗墙体的性能研究及其渗流分析[D];扬州大学;2009年
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10 王妍;掺聚丙烯纤维高强混凝土高温后红外与超声无损检测研究[D];太原理工大学;2011年
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