浅议高温混凝土的性能

随着建筑施工的发展,社会对高温混凝土的要求越来越高。然而目前国内外对高温混凝土的相关研究较少,本文通过对高温混凝土性能的探讨,提出了一种改善高温混凝土性能的方法。

孔半径对高温混凝土热力学性能影响的数值分析

高温混凝土在使用过程中,受到外界循环变化的温度作用会产生热应力裂纹,甚至最终失效。为探索孔半径对高温混凝土热力学性能的影响,建立了含有圆形孔隙的高温混凝土模型,对不同孔半径的混凝土的隔热、高温热应力和高温热应变性能进行模拟分析。结果表明,随着高温混凝土内圆形孔孔径的增大,高温混凝土的隔热性能变好,高温热应力减小,高温热应变增加。可以通过调节孔半径,提高高温混凝土的热力学性能,从而延长其使用寿命。

高温混凝土内部温度场计算方法研究

针对火灾发生时混凝土内部的温度场,通过理论分析,研究了温度场的计算方法。结果表明:升温曲线为对数函数,初期速率高,后期趋于平缓;杆系结构可简化为二维温度场,平面结构可简化为一维温度场;通过软件拟合,得到了综合换热系数和火焰温度的关系曲线;对比三种求解方法,解析法仅适用于简单工况,差分法精度较高但不适用于复杂构件,发现有限元-差分法适用各种复杂工况条件,可用于高温状态下混凝土内部温度场的计算。

高温作用后混凝土本构关系试验研究

钢筋混凝土结构遭受大灾作用后,在决定修复受损结构以前,必须估计结构的残余承载能力,这需要了解高温作用后混凝土和钢筋的性能,其中高温作用后混凝土的本构关系是计算结构残余承载能力的基础.

高温后混凝土的裂缝张开位移

进行了高温后混凝土楔入劈拉法断裂试验,研究裂缝扩展全过程中裂缝口张开位移与裂缝尖端张开位移之间的关系.根据裂缝口张开位移-裂缝尖端张开位移曲线判断起裂荷载,并与采用荷载-裂缝口张开位移判断的起裂荷载进行比较,两者能较好吻合.采用两参数和铰链模型由实测裂缝口张开位移值计算裂缝尖端张开位移,并与试验尖端张开位移值进行比较,发现两参数模型更为准确.确定高温后混凝土楔入劈拉试件裂缝尖端张开位移与裂缝扩展长度的关系,两者呈指数关系.

耐高温轻质陶粒混凝土的配合比设计及应用

以具体工程为例对耐高温轻质陶粒混凝土的配合比设计及应用进行研究,通过大量试验积累数据进行分析,根据陶粒本身的物理力学性质和作为骨料成为混凝土的力学性能达到工程设计要求,满足工程中对建筑物本身的功能性要求。

北方高温季节商品混凝土生产质量控制探讨

结合我国北方高温季节混凝土生产实际情况,从我国北方高温季节混凝土生产的原材料质量控制、生产工艺、现场混凝土浇筑养护三个方面展开论述,提出了一条切实可行的高温季节混凝土质量控制路线,以期指导实践。

不同冷却方式、不同静置时间下高温混凝土物理性能变化的研究

影响混凝土热物理性能的综合因素众多,而国内外对其多因素综合考虑研究相对较少,温度选取区间小跨度大,各材料及试验方法不同、设备差异,使试验结果离散型大。基于此,通过对立方体试件高温试验探讨不同冷却方式和静置时间下的混凝土部分物理性能特征。实验表明,烧失率随温度呈逐渐递增的趋势且在200℃前,500℃后增幅明显;裂缝宽度和深度,400℃前不明显,400℃后,在静置时间为1天时,浇水冷却组最大最深处的裂缝宽度略高于自然冷却,静置时间为7天后,500℃后试件组最大最深处的裂缝宽度自然冷却反高于浇水冷却,总体而言其静置时间越长裂缝宽度相对越大。

“刚性防水和混凝土结构自防水”系列报道之十六 高温损伤及冷却方式对混凝土结构渗透性影响研究

在不同温度损伤环境、不同冷却方式下,通过毛细吸收试验测定不同混凝土试件的毛细吸水量与毛细吸水系数的变化,定量地研究温度损伤与冷却方式对混凝土渗透性的影响。试验结果表明,高温损伤加速了混凝土结构的劣化速率;高温损伤后,喷水冷却混凝土试块的毛细吸收系数大于自然冷却的混凝土试块;在一定程度上,喷水冷却混凝土对距表层一定厚度范围内的混凝土造成二次劣化作用。

基于声发射损伤监测技术的高温后混凝土受压本构关系研究

通过MTS电液伺服材料测试设备对高温后混凝土进行抗压试验,同时采用配套的声发射监测设备对其进行全程监测,探究了应力-应变曲线与声发射累积振铃计数率曲线的联系,研究了高温后混凝土抗压强度残余率与温度之间的关系。将声发射累积振铃计数率与高温后混凝土应变之间的关系进行拟合,从而通过声发射累积振铃计数率表征混凝土荷载作用下的损伤,根据弹性应变方法得出了常温下混凝土的本构关系。基于常温下混凝土的本构关系,并考虑到高温作用后混凝土强度衰减情况,建立并验证高温后混凝土本构关系。研究发现:随着温度的升高,高温后混凝土抗压强度逐渐减小,且PPC试件抗压强度残余率大于JZ试件抗压强度残余率,说明纤维的掺入可以有效地缓解混凝土高温损伤;所建立的本构关系得出的理论曲线与试验曲线吻合度较高,能较好地表达出高温后混凝土力学性能。

CFRP约束高温后混凝土圆柱体轴压力学性能试验研究

进行8个素混凝土及16个CFRP约束混凝土标准尺寸圆柱体轴心受压试验,探究CFRP约束高温后混凝土轴心受压力学性能受高温及CFRP布层数影响的变化规律。结果表明:温度和CFRP对高温后混凝土强度均有重要影响,高温对CFRP约束混凝土的抗压强度具有软化效应,使其抗压强度大幅减小;而CFRP约束作用对抗压强度产生强化效应使其抗压强度显著增大,两者共同存在并以CFRP约束产生的强化效应为主。CFRP约束对于增强高温后混凝土的变形能力也有积极作用。外包CFRP有利于增强混凝土耗能能力,增加外包CFRP布层数使得混凝土耗能能力增强,但增幅逐渐变小,温度对CFRP约束混凝土耗能能力的影响基本可以忽略不计。将试验结果与现有常温下CFRP约束混凝土强度的计算模型相结合,并以相关假设为前提给出能计算其高温后抗压强度的计算模型,该模型与试验结果吻合较好。

高温后静置混凝土抗压强度的人工神经网络预报

根据本文的试验结果,应用人工神经网络(ANN)方法对火灾高温静置后的混凝土抗压强度进行了预报,预报值与试验值吻合良好.探讨了火灾温度、火灾后静置时间及冷却和养护方式对火灾后混凝土抗压强度的影响.此外,利用该网络模型分析了火灾下混凝土的抗火性能.

高温后混凝土抗压强度试验研究

针对高温后的混凝土抗压强度问题,选取了本地区常用混凝土配合比,制作了C30和C40两个强度等级的100 mm×100 mm×100 mm的试件132块,分别在受火时间60、90 min、自然冷却和喷水冷却、高温后静置1、14 d的不同工况下进行模拟火灾试验,得到不同受火时间、不同冷却方式、不同静置时间和不同强度等级的高温后混凝土试件的抗压强度值,进一步分析了不同工况的影响程度,为高温后建筑结构或构件的鉴定评估和加固设计提供依据。

大豆脲酶诱导碳酸钙沉积修复高温损伤混凝土试验

针对火灾高温会使混凝土组成成分及内部结构产生劣化,进而导致其物理力学性能、耐久性等下降的问题,采用大豆脲酶诱导碳酸钙沉积对高温损伤混凝土进行修复。首先提取大豆脲酶,探索环境温度、pH值对大豆脲酶活性的影响;然后基于大豆脲酶诱导碳酸钙沉积,利用浸泡法和抽真空法对高温损伤混凝土试件进行修复,通过观察其覆膜厚度、超声波速及扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)微观结构,分析修复后高温损伤混凝土的效果。结果表明,培养环境选定在40~70℃、pH值为7~8时,大豆脲酶具有较好活性。在高温损伤混凝土修复过程中发现,修复效果受修复方法和胶结液浓度影响显著。与胶结液浓度为0.5、1.5 mol/L相比,胶结液浓度为1.0 mol/L时修复效果最好;相较于浸泡法和负压为0.045 MPa的抽真空法,负压为0.095 MPa的抽真空法具有更好的修复效果。

碳纤维布与高温后混凝土界面粘结性能统计分析

针对部分现有碳纤维布与高温后混凝土粘结性能试验研究成果进行统计,总结CFRP—高温后混凝土界面剪切粘结强度随粘结长度、粘结宽度和受火温度的变化规律。结果表明:随着温度不断升高,CFRP—高温后混凝土界面剪切粘结强度有先升后降的趋势,峰值强度温度区间为280℃~320℃;在20℃~300℃区间内,剪切粘结强度略有升高,提高幅度为5%,在300℃~600℃区间内,剪切粘结强度逐渐降低,降低幅度为27%,依据相关文献试验数据拟合剪切粘结强度比与受火温度关系式,可为今后进一步开展相关研究工作提供参考。

高温冻土-现浇混凝土接触面影响因素及本构模型

通过一系列高温冻土-现浇混凝土接触面的负温直剪试验,分析接触面剪切力学特性和受力变形机理,采用二元介质模型对接触面受力变形机理进行力学抽象,引入破损率和应力分担率函数,假设接触面各微元强度服从Weibull概率分布,建立高温冻土-现浇混凝土接触面的本构方程。研究结果表明:接触面剪切变形破坏发生在富含冰膜的界面冻土上,接触面应力-位移曲线表现为应变软化型,可将其划分为4个阶段。在各接触面影响因素中,温度对接触面冻结强度影响最显著,二者呈指数函数关系,法向应力和含水率与冻结强度呈线性关系。基于二元介质理论建立的力学模型和本构关系科学地揭示了接触面微观受力变形机理,较好地描述接触面应力-位移曲线全过程及应变软化现象,可为高温冻土地基中结构承载力的数值模拟和安全评价提供理论依据。

混凝土高温后数值模拟研究

本文概述了国内外高温后混凝土力学性能的一些实验及数值模拟研究,分析了数值模拟研究的优点和意义。进一步分析了二维混凝土模型高温后数值模拟的意义,并指明了需要进一步研究的方向。

高温高蚀海洋环境下提高混凝土结构耐久性措施

吉布提是世界温度最高的非洲国家之一。新建的Assal湖盐业出口码头项目所在地更是位于吉布提最高温高腐蚀性的Ghoubet湾地区。本文通过对该项目实施过程中对提高混凝土结构耐久性的措施进行分析和经验总结,旨在为非洲、中东和其它高温高蚀海洋环境下,提高钢筋混凝土结构耐久性提供参考。

火灾影响下钢筋混凝土单向板的计算方法

对材料在高温下的力学性能曲线进行简化得到其简化模型,然后根据高温下的截面性质得到截面极限弯矩计算公式,运用板的塑性绞铰法求得板的极限弯矩,带入截面的计算公式中,即可求得截面的配筋。通过此法可以简单计算板在火灾下的配筋,以及通过已知配筋求板的耐火极限。

双箱单室钢箱梁摊铺沥青混凝土时的温度荷载模式

城市中小跨径钢桥逐渐采用沥青混凝土摊铺,沥青混凝土高温摊铺会对桥梁结构产生影响,需建立沥青混凝土高温摊铺时的温度荷载计算公式对不同类型桥梁进行分析。采用ANSYS建立钢箱梁节段瞬态热传导模型,分析浇筑式沥青混凝土摊铺过程中双箱单室钢箱梁温度场的分布特征。根据仿真结果建立了温度荷载计算公式,并利用热-结构耦合分析模型与梁单元模型讨论温度荷载公式在梁单元模型中的适用性。研究结果表明:采用温度荷载计算公式计算支座纵向位移时误差较小,计算支座竖弯转角时误差较大,计算支座竖向反力及梁体竖向位移时误差在10%以内。