掺粉煤灰混凝土强度劣化试验研究

为研究掺粉煤灰混凝土的抗压强度劣化规律,以碎石、水泥、粉煤灰、中砂与自来水为原材料,制备掺粉煤灰混凝土试件。在碳化与干湿循环等环境作用下,利用万能压力试验机,展开试件强度劣化试验。试验结果表明：粉煤灰掺量未超过30%(包含30%)时,试件抗压强度未出现劣化现象;粉煤灰掺量超过30%时,粉煤灰掺量越多,试件抗压强度劣化程度越大。龄期延长,各试件抗压强度均有所提升;增加粉煤灰掺量,会提升试件劈拉强度的劣化程度;延长龄期,会减缓试件劈拉强度的劣化速度。增加水胶比含量,导致试件劈拉、抗压强度劣化程度提升;碳化作用下,试件抗压及劈拉强度有所提升,碳化时间为13 d时,试件抗压及劈拉强度达到峰值;干湿循环作用下,试件的抗压及劈拉强度均会出现劣化情况,粉煤灰掺量为30%时,试件的抗压及劈拉强度均值相对较高。     

高温下C65混凝土力学性能试验研究

为研究高强混凝土的抗高温性能,研究了C65混凝土在高温下的力学性能,利用高温下混凝土加载试验设备,对C65混凝土分别进行了常温20 ℃、300 ℃、400 ℃、500 ℃、600 ℃、800 ℃高温试验,并对各温度下的高强混凝土进行了单轴压力学性能试验。分析了高温后混凝土外观特征,测得了高温下混凝土的单轴抗压强度,系统地分析了高温对高强混凝土力学性能的影响。结论表明:随温度的提高,高强混凝土的单轴抗压强度总体呈逐渐降低的趋势,并具有一定规律性。这些结论可以为高强混凝土结构抗火性能的研究提供理论依据。     

高温荷载耦合作用下地聚物砂浆损伤模型研究

为研究高温对地聚物砂浆的力学性能与导热性能的影响，以温度为变量设置了25℃、200℃、400℃、600℃、800℃这5种温度进行常规导热试验和单轴压力试验。试验获取了导热系数、应力-应变全曲线、抗压强度、峰值应变、切线模量等参数指标，并对不同高温作用后的地聚物砂浆进行了SEM和XRD试验，深入分析了不同温度对其力学性能与导热性能的影响规律，并建立了地聚物砂浆高温损伤模型。结果表明：（1）随着温度的升高，地聚物砂浆的导热系数呈现逐渐下降的趋势，温度为200℃时，相比于其他温度的导热系数下降幅度明显；（2）高温使地聚物砂浆的力学性能随温度的升高不断降低，并且随着温度升高，高温劣化作用越来越显著，使强度迅速下降；（3）高温会导致地聚物砂浆内部裂缝逐渐增多、C-S-H胶凝物质减少，在温度为600℃时C-S-H胶凝物质基本消失，800℃发生固相反应生成钙铝黄长石且砂浆内部细小裂缝转变为贯通型大裂缝；（4）建立了地聚物砂浆高温损伤模型。     

高温对高强度水泥砂浆强度影响的试验研究

对高强度等级水泥砂浆在经历不同温度（150℃、300℃、450℃、600℃）、不同冷却方式（喷水与自然冷却）后的力学性能进行了试验,研究了高温对高强度水泥砂浆力学性能的影响规律。结果表明：高强度等级水泥砂浆抗压强度随受热温度的升高而逐渐降低,当温度在300℃以下时,强度下降较静;温度在450℃以上时,强度下降明显。冷却方式对砂浆抗压强度退化影响较为明显,相同受火温度,喷水冷却后的砂浆强度低于自然冷却后的砂浆强度。并得出不同冷却方式、不同强度等级水泥砂浆高温后抗压强度退化的公式。     

玄武岩织物增强碱激发砂浆高温后抗弯力学性能

对高温处理后的玄武岩织物增强碱激发矿渣粉煤灰砂浆试件进行了三点弯曲试验,并探讨了环氧涂层、基体类型、织物层数对玄武岩织物增强试件耐高温性能的影响.试验结果表明:随着温度升高,由于基体和玄武岩纤维的劣化,玄武岩织物增强碱激发矿渣粉煤灰砂浆试件抗弯承载力近乎呈线性下降,并且破坏模式由多重开裂转变为单一裂缝破坏;经800℃高温处理1 h后,试件的残留抗弯强度仅为1.67 MPa.改性环氧树脂浸渍在600℃以下对抗弯强度有增强作用,超过600℃时,随着环氧树脂的挥发和界面黏结性能下降,环氧浸渍试件的抗弯强度会大幅下降.相比玄武岩织物增强硅酸盐水泥砂浆试件,碱激发砂浆试件表现出更好的耐高温性能,在400℃及以上高温情况下,抗弯强度的降幅更小.织物层数在一定程度上能提高试件高温后的力学性能,但提高作用随温度升高逐渐减弱,当温度到600℃时,增加织物层数对涂覆处理后试件的抗弯承载力几乎没有影响.     

温度对聚丙烯纤维砂浆及测强曲线的影响

目的研究温度对聚丙烯纤维砂浆及测强曲线的影响,为以后工程防火加固选用砂胶比提供依据,从而达到降低成本的目的.方法通过测试不同胶砂质量比的聚丙烯纤维砂浆的初始流动度、终凝时间、抗压强度和抗折强度,研究不同温度下不同碳纤维掺量的聚丙烯纤维砂浆的耐高温性能.结果当碳纤维体积分数为0.3%、胶砂质量比为1.5时,聚丙烯纤维砂浆流动度大于320 mm,终凝时间60 min左右,28 d抗压强度大于80 MPa,1 000℃高温燃烧后,残余50%以上强度,各龄期的测强曲线与实测强度有较好的拟合关系.结论采用普通硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、石膏三元体系,通过添加碳纤维、偏高岭土掺合料及多种化学添加剂,可满足工程实际需要,并且具有良好的经济性.     

高强混凝土高温后的红外热像检测

为研究高强混凝土遭遇火灾后产生的损伤破坏情况,根据红外热像检测原理,对高温作用后的素混凝土和聚丙烯纤维混凝土进行红外检测,并进行了抗压强度试验。通过对试验结果的分析计算,建立了掺聚丙烯纤维前后的高强混凝土试块红外热像平均温升与受火温度和抗压强度损失率的关系。分析结果表明,随受火温度的升高,素混凝土和聚丙烯纤维混凝土的红外热像平均温升基本上处于上升趋势,而抗压强度降低,500℃时强度损失率达到50%,600℃以后,聚丙烯纤维混凝土的强度损失率更是达到75%左右,表明试块损伤趋于严重。通过建立平均温升与受火温度、抗压强度比之间的回归方程,可鉴定火灾后混凝土的火灾温度、结构损伤程度,有利于及时修复灾后建筑物。     

牺牲混凝土在高温作用下的损伤及机理分析

为了研究牺牲混凝土的关键性能以及高温下性能演变与演变机理,采用105℃失重指标和X射线荧光分析仪测试牺牲混凝土的自由水含量和化学组成,并采用抗压强度指标、计算机断层扫描仪和扫描电镜研究了聚丙烯纤维对高温作用下牺牲混凝土强度、孔结构和微观形貌的影响.试验结果表明,制备的牺牲混凝土具有良好的流动性和力学性能,自由水的质量分数仅为4.4%,而SiO2和Fe2O3的质量分数则分别达到48.8%和30.0%,满足第三代核电站的基本要求.随温度升高,牺牲混凝土中的Fe2O3逐步还原为Fe3O4,混凝土表面逐渐疏松,同时微细裂缝和宽大裂缝增多,孔隙率最多增加了31.3%～42.8%,而900℃时牺牲混凝土抗压强度则降低为初始强度的27.1%～33.0%.聚丙烯纤维的掺加降低了牺牲混凝土的流动性和强度,但其高温残余抗压强度提高了5%～8%,且试件在高温下不爆裂.     

陶瓷纤维增强混凝土高温损伤的超声特性

通过超声波检测和抗压强度试验对高温后陶瓷纤维增强混凝土（CFRC）的损伤特性进行了研究,分析了加热温度和冷却方式对抗压强度、纵波波速和主频带来的影响。分析表明,随着温度的升高,CFRC性能不断劣化,抗压强度、纵波波速及主频总体呈下降趋势;400 ℃为CFRC性能突变的临界温度,400 ℃之前,其劣化程度较小,且抗压强度与主频在400 ℃时有所回升,400 ℃之后,劣化速率明显增大,结构性能急剧下降;同自然冷却情况相比,浇水冷却后CFRC各项性能指标下降更为严重;纵波波速在1.0～3.5 km/s内与抗压强度具有正相关性,在3.5～4.5 km/s内两者相关性不确定。利用纵波波速定义的损伤变量能较好地反映高温后CFRC内部损伤的演化规律。     

反映温度历程的掺粉煤灰水工混凝土抗压强度模型探讨

由于综合考虑温度历程、养护龄期以及粉煤灰掺量对混凝土抗压强度影响的模型研究相对偏少,因此本文基于正交设计法开展了不同养护温度(5℃、20℃、35℃)、养护龄期(7 d、14 d、28 d)和粉煤灰掺量(0%、15%、35%)下的水工混凝土抗压强度试验,并分析3种影响因素对混凝土抗压强度发展的规律,进而基于等效龄期理论建立了反映温度历程的掺粉煤灰水工混凝土抗压强度模型.试验结果分析表明,混凝土早龄期抗压强度随养护龄期的增加而增加,养护温度越高、粉煤灰掺量越小,强度发展越快;粉煤灰掺量是影响强度的主要因素,养护温度次之,养护龄期影响最小;所建的组合指数式模型能够较准确预测不同温度历程下粉煤灰混凝土的早期抗压强度,为粉煤灰混凝土的优化设计提供依据.     

高温下C60高性能混凝土热膨胀性能

研究了高性能混凝土与掺聚丙烯纤维的高性能混凝土及其组分在高温作用下的热膨胀变形。试验结果表明:混凝土中粗骨料随着温度的增加线性膨胀;900℃时,其线膨胀率达到2.465%。素砂浆和掺纤维砂浆在高温下的线膨胀率曲线变化趋势相一致,且相同温度下,素砂浆的线膨胀率比掺纤维砂浆的要大,前者约为后者的1.0$1.5倍。混凝土的线膨胀率随着环境温度的升高线性增大,900℃时,素混凝土与掺纤维混凝土的线膨胀率分别达到1.210%和1.142%。     

高温对C60高性能混凝土热膨胀性能研究

研究了高性能混凝土与掺聚丙烯纤维的高性能混凝土及其组分在高温作用下的热膨胀变形。试验结果表明：混凝土中粗骨料随着温度的增加线性膨胀;900℃时,其线膨胀率达到2.465％。素砂浆和掺纤维砂浆在高温下的线膨胀率曲线变化趋势相一致,且相同温度下,素砂浆的线膨胀率比掺纤维砂浆的要大,前者约为后者的1.0~1.5倍。混凝土的线膨胀率随着环境温度的升高线性增大,900℃时,素混凝土与掺纤维混凝土的线膨胀率分别达到1.210%和1.142%。     

高温后高强沙漠砂混凝土力学性能研究

为了研究高强沙漠砂混凝土高温后的力学性能,采用室温、200℃,400℃,600℃,800℃和900℃六个温度等级,利用自然冷却方式,通过正交试验,研究水胶比,粉煤灰掺量和沙漠砂替代率对高强沙漠砂混凝土高温后抗压强度的影响,对高强沙漠砂混凝土试件高温后的外观颜色变化进行了观察,分析了高温后高强沙漠砂混凝土试件的质量变化。试验研究表明:与室温下高强沙漠砂混凝土抗压强度相比,200℃高温后高强沙漠砂混凝土强度有所降低,在400℃至600℃高温后抗压强度有所升高,之后随着温度的升高抗压强度逐渐降低;随着温度升高,高强沙漠砂混凝土外观颜色由深变浅,质量损失率呈现逐渐增加趋势。通过方差分析和极差分析,给出了高强沙漠砂混凝土最佳配合比,为高强沙漠砂混凝土的工程应用提供借鉴和指导。     

高温后双轴压混凝土强度和变形性能研究

利用大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室的大型混凝土静、动三轴试验系统,对常温20℃及200～600℃高温后的混凝土进行了5种比例加载路径的双轴压试验,测得了混凝土的强度及应变,发现高温后双轴压混凝土的抗压强度及应变值比单轴压状态时高.根据试验结果,系统地探讨了高温后混凝土在不同比例加载下的双轴受压强度和变形等力学性能,在此基础上,建立了同时考虑温度与应力比的高温后混凝土双轴压的强度破坏准则.这些结论为烟囱、核反应堆安全壳、火灾后的建筑物等处于双轴压组合荷载作用下混凝土结构的设计、分析提供了理论依据.     

高温后地质聚合物混凝土损伤特性试验

采用矿渣和粉煤灰为原料,硅酸钠和氢氧化钠为激发剂,制备了矿渣粉煤灰基地质聚合物混凝土,通过超声波检测及抗压强度试验,研究了不同温度、不同冷却方式下SFGC的质量损失及力学、声学特性变化规律。结果表明,高温总体上导致SFGC的质量、抗压强度及纵波波速减小,峰值应变增大,频谱中高频成分衰减; 冷却方式对高温后SFGC的损伤演化具有显著影响,经浇水冷却后的试件较自然冷却情况性能退化更为严重; 600 ℃为SFGC性能突变的临界温度,600 ℃之后,其性能急剧劣化。     

耐高地温衬砌混凝土力学性能试验研究

从隔热、增强、耐热角度出发设计研制出一种隧道耐高地温衬砌混凝土。通过不同养护温度混凝土抗压试验,分析混凝土抗压强度与养护温度关系。通过实时高温下混凝土单轴压缩试验获得混凝土不同温度条件下应力-应变全曲线,分析其变形破坏特征、力学性能及温度效应机理。结果表明:对照混凝土在前期采用高温(60℃)养护的条件下,相对常规养护其抗压强度明显降低,而耐高地温混凝土强度降幅较小;实时高温下单轴压缩试验表明,常规养护的混凝土具有明显温度效应,峰值强度和弹性模量随温度升高呈下降趋势,耐高地温混凝土具有减轻温度效应特点,同时还具有良好韧性,呈现出延性破坏特征且残余强度较高,具有较理想吸能能力。     

高温中花旗松结构材顺纹抗压强度试验研究

在有氮气、温度为20～280℃和受热时间不同的条件下,对140个花旗松试件的含水率、密度和顺纹抗压强度进行试验;采用扫描电镜揭示高温对木材性能劣化机理.结果表明:木材物理性能和顺纹抗压强度均随着温度升高而非线性降低;当温度低于130℃时,受内部水分释放影响,含水率和密度降低,材色无明显变化,抗压强度由于玻璃化转变温度而降低,且由于含水率降低而增长;当温度为190～220℃时,含水率进一步降低,化学组分开始热降解,其密度、含水率和抗压强度降低,材色开始加深;当温度高于220℃时,木材热解导致颜色急剧加深,密度和抗压强度迅速降低;高温后木材中早材细胞壁多孔性更加突出,热解引起晚材细胞壁厚度变薄,使木材顺纹抗压强度降低.     

基于超声检测研究高温后高强混凝土轴心抗压强度

为研究高温前后聚丙烯纤维对高强混凝土轴压性能的影响,对掺与不掺聚丙烯纤维的C80高强混凝土棱柱体试件进行了轴压强度试验与超声检测,分析聚丙烯纤维对高强混凝土高温前后轴心抗压强度、混凝土质量损失、声速变化的影响。试验结果表明:高温后,高强混凝土的轴心抗压强度均存在不同程度降低;质量损失随温度升高而略微增大,在温度100,700,800℃作用后,与不掺纤维的混凝土相比,掺聚丙烯纤维的高强混凝土轴心抗压强度有一定提高(6%,1%,2%),借助超声法测试混凝土内部缺陷变化可以定性的得出高温后聚丙烯纤维有助于阻碍高温后混凝土内部缺陷发展,解释了高强混凝土轴压性能的变化规律。     

煅烧凹凸棒石粘土对干粉砂浆性能的影响

为了改善干粉砂浆性能,掺入占水泥质量20%的煅烧凹凸棒石粘土,研究其对干粉砂浆各项性能的影响.试验结果表明:在所研究的3种凹土中,以Z型煅烧凹土对砂浆稠度、保水性、抗压强度、粘结强度、收缩和抗渗性的改善效果最好;掺入450℃以下煅烧凹凸棒石粘土对砂浆强度、收缩和粘结强度没有显著改善;掺入高于450℃煅烧的凹凸棒石粘土,砂浆的抗压强度、粘结强度、收缩和抗渗性均有显著改善;掺入Z型凹土的砂浆28d抗压强度较空白砂浆提高了102.1%、粘结强度提高了39.7%、抗渗性能提高了25%.     

钢筋RPC梁高温全过程抗弯性能试验研究

采用多功能高温试验炉对4根尺寸相对较大的钢筋活性粉末混凝土（RPC）梁和1根普通钢筋混凝土（NC）梁开展了恒载作用下的高温试验与高温后的抗弯试验，以期为钢筋RPC梁抗火性能评估提供依据. 试验获取了试件在高温下跨中截面的温度场、挠度发展数据，分析了控制温度和外包砂浆层对钢筋RPC梁高温下以及高温后抗弯性能的影响. 结果表明，混合掺入体积分数为2%的钢纤维与0.3%的聚丙烯纤维，有效抑制了RPC梁的高温爆裂现象；控制温度对RPC梁的高温挠度发展及高温后的剩余抗弯性能有重要影响，在经历600 ℃和800 ℃高温作用后，RPC梁的剩余抗弯承载力分别下降了13%和24%；外包砂浆层有效减少了RPC梁的高温损伤，并显著改善了构件高温后的剩余抗弯性能；相比于普通混凝土梁，高温作用后的RPC梁的力学性能稳定性及安全性相对较高；基于截面等效温度，提出了RPC梁高温后的抗弯力学性能预测公式.