碳纤维增强复合材料约束高温损伤高强混凝土轴压力学性能的试验研究

以碳纤维增强复合材料(CFRP)约束高强混凝土(HSC)圆柱为研究对象,通过试验探讨温度损伤和CFRP用量对CFRP约束高温损伤HSC圆柱轴压的破坏模式、抗压强度和极限应变等的影响规律。研究结果表明:CFRP的约束能明显提高高温损伤HSC柱的抗压强度,与CFRP约束常温的混凝土试件相比,包裹了相同CFRP层数高温损伤试件的抗压强度仅下降3%~6%;温度损伤和CFRP层数对约束HSC构件轴压破坏形态有明显的影响;被约束高强混凝土柱的抗压强度和延性随着CFRP层数的增加而提高,与无温度损伤HSC受压构件相比,CFRP的约束对提高高温损伤HSC构件抗压性能的作用更加明显。     

高温后砂浆的水分传输与力学性能试验研究

水泥基材料是由水泥、骨料等组成的复合材料,高温作用后材料内部产生严重的热损伤,导致其力学及耐久性能降低。通过数码显微镜观察了经过105、200、400、600、800℃温度作用后水泥砂浆的表面形貌,发现砂浆表面热损伤裂缝的宽度随着温度的升高而逐渐增大。通过称重法对高温作用后水泥砂浆的毛细吸水性能进行测试后发现:热损伤作用对于水泥砂浆的一维吸水过程有着明显影响,毛细吸水系数随着温度的升高而急剧增加,经过800℃高温作用后的砂浆样品的毛细吸水系数为105℃下烘干的砂浆样品毛细吸水系数的5.7倍。通过抗压、抗折和劈裂抗拉试验研究了高温后砂浆的力学性能,证实了砂浆的抗压、抗折和劈裂抗拉强度随着温度的升高而衰减的规律,800℃作用后砂浆样品的抗压、抗折和劈裂抗拉强度分别为20℃时的31%、61%、19%。同时,测得的试验数据表明:高温损伤砂浆毛细吸水系数与其抗压、抗折及劈裂抗拉强度间均存在着明显的线性关系,因此吸水性系数可作为高温损伤水泥基材料力学及耐久性能评价的重要指标。     

再生骨料混凝土氯离子渗透性能研究

再生骨料混凝土的抗氯离子渗透性能是耐久性能之一,模拟氯离子环境下对其抵抗作用,与普通混凝土进行对比。考虑再生骨料全部吸水特性时,再生骨料混凝土的抗氯离子渗透性能显著下降;对再生骨料进行强化处理后,得到一定程度的改善;粉磨处理对再生骨料混凝土耐久性的改善效果优于用化学溶液浸泡处理。     

“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

摘要：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。     

高温下HSC/HPC爆裂机理与研究进展

对高温下HSC/HPC的爆裂机理以及相关抑制措施对HSC/HPC抗爆裂性能和高温后剩余性能的影响进行了研究综述,并简要介绍了由爆裂引起的HSC混凝土构件耐火极限计算方法,指出了其中存在的某些有待完善的问题,并展望了今后的研究发展趋势。     

HSC/HPC高温爆裂机理研究进展

对高温下HSC/HPC的爆裂机理以及相关抑制措施对HSC/HPC抗爆裂性能和高温后剩余性能的影响进行了研究综述,并简要介绍了由爆裂引起的HSC混凝土构件耐火极限计算方法,指出了其中存在的某些有待完善的问题,并展望了今后的研究发展趋势,以期指导实践。     

高温后高强混凝土剪切强度与细观结构

通过高温后高强混凝土(HSC)试件的push-off试验,研究了温度和混凝土抗压强度对HSC剪切强度的影响.基于剪切面细观结构的变化,分析了高温后HSC剪切强度变化的机理,研究了高温后HSC骨料断裂率与剪切强度的关系.结果表明:常温下HSC抗压强度为64.7,94.0 MPa时,200℃后HSC剪切强度较常温时分别略有减小和略有增大;超过200℃后,HSC剪切强度随温度的升高而降低;无论经历多高的温度,混凝土的抗压强度越高,则HSC剪切强度越大;HSC试件剪切面上的骨料断裂率随温度的升高而减小,随混凝土抗压强度的增加而增大.最后,建立了高温后HSC的骨料咬合模型.     

高温对HSC造成损伤的动态分析

对60个高强混凝土(HSC)棱柱体进行高温加热,温度分别为20、200、400、600、800℃。对棱柱体进行高温后轴向动态受压试验,应变率分别为10-5、10~(-4)、10~(-3)、10~(-2) s~(-1)。基于棱柱体的动态受压性能,研究了高温和轴向应变对HSC动态损伤演化规律的影响。结果表明,随着温度升高,HSC将会出现裂缝,细观结构变得松散;应变率对高温后HSC的损伤没有明显影响;经历相同的高温损伤后,HSC的相对受压强度随应变率的增大而增大;轴向应变对高温后HSC造成的损伤在峰值应变前缓慢增大,达到峰值应变后迅速增大;温度越高,峰值应变对应的HSC损伤越小,而经历相同温度后不同应变率下峰值应变处HSC损伤的变化趋势不明显。建立了HSC高温损伤以及高温损伤后相对受压强度的计算公式。     

高温处理后高强度混凝土(HSC)的力学性能研究

模拟火灾情况下高强混凝土(HSC)经过高温处理后的力学性能,有利于分析和改善HSC的使用性能。基于混凝土损伤理论,建立高温处理后混凝土动态损伤的计算公式。对25个HSC棱柱体试件进行不同高温加热处理,并对高温处理后的试件,利用电液伺服压力试验机进行不同应变率下的轴向动态受压试验。试验结果表明,200℃以下的HSC棱柱体外观正常,400~800℃之间的HSC棱柱体开始出现裂缝,并随温度的升高裂缝不断增多,温度越高,裂缝的宽度越大,20℃时HSC棱柱体的损伤平均值为0.287,温度越高,损伤平均值越小,800℃的HSC棱柱体的损伤平均值相比20℃的减小47.4%,温度对HSC的损伤影响较大,温度越高,HSC的损伤越大。     

短期持压载荷对高强混凝土毛细吸水性能的影响

利用改进的实时吸水试验装置,实现了持压载荷和水分传输的同步耦合过程,开展了短期持压荷载下高强混凝土(HSC)毛细吸水试验研究,分析了应力水平对粒化高炉矿渣(GBFS)掺量为0%、10%和20%的C60高强混凝土毛细吸水性能的影响.结果表明:在0%～60%应力水平下,随着应力水平的提高,不同矿渣掺量高强混凝土的累计吸水量和平均吸水率均先减小后增大;短期持压载荷作用下,荷载对混凝土吸水性能的影响主要在初始阶段,GBFS掺量引起混凝土吸水率的变化在后期更显著;C60高强混凝土毛细吸水性能变化的应力水平阈值约为40%,高于C40普通混凝土;随着GBFS掺量的增加,混凝土的吸水率先增大后减小,0%、20%掺量的高强混凝土都能较好地减缓毛细吸水速度.     

钢纤维对混凝土裂纹的抑制及其对抗渗性能的影响

按照高强度 (HSC)与普通强度 (NSC)两个系列分别配制了素混凝土与钢纤维混凝土。通过劈裂试验测试了混凝土的抗裂纹扩展能力与卸载后的裂纹闭合能力 ,获得了具有不同扩展宽度的裂纹 ;然后通过对带裂纹试件的水渗透性试验 ,确定了裂纹宽度COD (CrackOpeningDisplacement)对混凝土渗透系数Kf 的影响关系 ;通过研究劈裂试验中获得的纤维对卸载后裂纹闭合能力的提高关系 ,可以推知纤维对渗透系数的影响。试验发现 ,由于HSC对纤维的握裹力高等原因 ,卸载后钢纤维HSC的裂纹闭合能力高于钢纤维NSC ,因此 ,钢纤维HSC的水渗透性低于钢纤维NSC。     

混凝土碳化问题中渗透性试验方法的研究

为用适宜的渗透性试验方法检测混凝土的抗碳化能力,对现有各种混凝土渗透性试验方法进行了分析。指出表面吸水法能用来测量混凝土面层的吸水性,能反应混凝土表层(保护层)的渗透性和混凝土的抗碳化能力。对混凝土表面吸水试验标准进行了研究。指出混凝土试件宜采用100 mm×100 mm×100 mm的立方体,烘干温度宜为60℃,烘干时间宜为72 h。混凝土试件的浸水深度以2~5 mm为宜,吸水时间以1 h为佳,试验温度宜控制在20~25℃。     

高渗透性防水剂在轻质气泡水泥中的应用研究

用高渗透性防水剂FSJ对轻质气泡水泥进行表面喷涂处理,能显著提高其憎水性能,改善轻质气泡水泥因较高的吸水、吸湿性对其自身的保温、隔热、隔声和力学性能等所造成的负面影响,同时,FSJ防水剂不影响基材原有的呼吸性能。     

聚丙烯纤维对高强混凝土高温作用后氯离子渗透性的影响研究

对C80高强混凝土经受100~700℃高温作用后的氯离子渗透性进行试验研究。对比未掺加聚丙烯纤维的素混凝土,以分析掺加聚丙烯纤维是否对高强混凝土高温作用后氯离子的渗透性有所影响。并得出结论:作用温度在100~200℃时,掺入聚丙烯纤维会提高高强混凝土的氯离子渗透性,作用温度在300~400℃时反之,其余温度下影响不大。     

采用有机硅防水剂处理的混凝土在盐冻环境下的渗透性试验研究

采用有机硅防水剂对混凝土试件进行表面处理,通过对比在不同盐冻环境下、不同有机硅防水剂涂覆量的混凝土试件的毛细吸水结果,判定其渗透性.结果表明,在未受盐冻损伤时,表面处理过的混凝土试件具有良好的抗渗透性;在经受不同循环的盐冻损伤后,表面处理过的混凝土试件仍具有较好的抵抗水分侵入的能力;采用有机硅防水剂对混凝土试件进行表面处理能提高混凝土的抗渗透性.     

高温后混凝土抗氯离子渗透性能的试验研究

用RCM法和电通量法2种方法测试了高温后不同配比混凝土的抗氯离子渗透特性,比较了2种方法的测试结果,并通过SEM观测了高温前后混凝土微观结构的变化.结果表明：高温前和高温后,混凝土强度等级对氯离子渗透性均有明显影响;随着温度升高,混凝土的氯离子渗透性不断提高,特别是当温度达到800℃时有显著增加;RCM法和电通量法所测指标的变化趋势基本一致,但RCM法能更为准确地反映出高温对各配比混凝土孔隙结构的影响规律;高温前后混凝土微观结构变化与其宏观上氯离子渗透性的变化规律相符.     

早期高温养护对混凝土后期宏观性能的影响

通过测定混凝土抗压强度与氯离子渗透性能,研究了早期高温养护对含掺合料混凝土后期性能的影响。结果表明:高温养护会造成普通混凝土长期性能降低,且降低程度受高温养护时间和水胶比的影响较小。高温养护可以很好的激发粉煤灰活性,减少混凝土的渗透性,对长期强度的不利影响较低。矿渣混凝土的渗透性受高温养护的作用较小,且高温养护对长期强度的负作用,可通过高水胶比时减小高温养护时间,或低水胶比时增加高温养护时间加以控制。虽然高温养护不会造成钢渣混凝土抗氯离子渗透性能的进一步劣化,但会对钢渣混凝土的长期强度产生明显负作用。硅灰可将混凝土的渗透性降至"非常低",长期强度在高水胶比时受高温养护的不利影响明显,减少水胶比可将其较好控制。     

PVA纤维水泥基复合材料在拉伸应力作用下渗透性研究

本文通过制备PVA纤维水泥基复合材料试验试件(PVA-SHCC),对试件进行直接拉伸试验,测定在不同应力、应变环境下的抗水渗透性、抗氯离子渗透性。试验结果表明,试件中毛细吸水量、毛细吸水系数、氯离子含量,均随着应力应变的提高而增加,当直拉应变达到2%时,其毛细吸水系数是构件未受荷时的5.5倍。     

掺聚丙烯纤维的高强混凝土高温性能研究

高强混凝土的渗透性很低，高温下可能出现爆裂破坏现象，严重影响混凝土及其内部钢筋的结构安全使用性能。本本通过改变聚丙烯纤维掺量，研究其改善高强混凝土高温爆裂性能，以及高温后高强温凝土吸水率，剩余强度性能及其恢复性能。     

高温后聚丙烯纤维混凝土抗压强度与气渗系数试验研究

高温后聚丙烯纤维混凝土的残余抗压强度和气渗性能的研究对于火灾后建筑结构的安全评估和修复至关重要,通过试验研究了火灾高温、纤维长度以及纤维掺量对混凝土抗压强度和空气渗透系数的影响。试验结果表明：（a）经历温度不超过300℃时添加聚丙烯纤维改善混凝土抗压强度。短聚丙烯纤维（6 mm）对于混凝土抗压强度改善效果最佳;（b）常温下掺加聚丙烯纤维能够减小混凝土空气渗透系数,渗透性能改善,高温后其空气渗透系数增大,渗透性能变差,对混凝土空气渗透系数而言聚丙烯纤维长度影响大于掺量;（c）当经历温度超过300℃时,掺加聚丙烯纤维导致混凝土空气渗透系数增大,混凝土内部孔隙压力无法积聚,这与高温爆裂机理的孔隙压力学说相一致。