高温后钢纤维活性粉末混凝土SHPB试验研究

采用改进的分离式Hopkinson压杆装置,结合应变直测技术,分别对常温以及经历400℃和800℃高温的钢纤维活性粉末混凝土(SFRPC)进行了单轴冲击压缩试验,减少了传统的Hopkinson压杆试验中的入射波的高频震荡,使得应变率的波动性明显减小.试验结果表明,经历400℃和800℃后,钢纤维活性粉末混凝土的峰值应力分别将为常温状态的62010和27%,弹性模量降为83%和35. 6%,同时,高温也改变了试件的破坏形态.对活性粉末混凝土冲击过程中的能量吸收性能进行分析,试件在经历高温后,能量吸收能力大幅度下降,400℃和800℃的能量吸收能力分别是常温下的67.4%和42. 6%.     

橡胶集料改性混凝土高温后单轴受压试验研究

对橡胶集料改性混凝土高温后的力学性能进行了试验研究,配置0％、10％和20％三种橡胶掺量,分别进行了常温、300℃、500℃和700℃高温后的单轴受压试验.结果表明:在经历不同高温作用后,橡胶集料混凝土自身结构变得疏松,其峰值应力与受热温度成负相关关系,峰值应变与受热温度呈正相关关系,峰值应力随橡胶的掺入量呈负相关关系.高温后橡胶混凝土的应力-应变曲线更趋于平缓,但轴心抗压强度损失比普通混凝土要严重.     

玄武岩纤维地聚物混凝土的高温动态力学特性

采用自主研制的高温100 mm SHPB试验装置,研究了玄武岩纤维增强地聚物混凝土(BFRGC)的瞬时高温动态力学特性.采用厚度为1.0 mm,直径为30,35,40,45,50 mm的铝片作为整形器对入射波进行整形,保证了试验过程的有效性.结果表明:不同温度下,玄武岩纤维地聚物混凝土(BFRGC)的动态抗压强度、峰值应变和能量吸收特性随应变率的提高近似线性增长;200℃时BFRGC的动态抗压强度相对于常温时大幅度提高;随着温度的升高,BFRGC的峰值应变显著提高,且均大幅度高于常温时的峰值应变值;200～600℃时BFRGC的吸能特性明显优于常温状态,而800℃时能量吸收特性明显降低.     

高温状态下大理岩力学性能实验研究

采用电液伺服材料力学试验系统对常温~800℃高温作用下大理岩的力学性能进行了研究,考察了大理岩的全应力-应变曲线、峰值应力σp、峰值应变pε、弹性模量E等量的变化特征。结果表明:随受热温度升高大理岩的峰值应力和弹性模量不同程度上渐次降低,尤其是在不同温度段岩石强度降低具有突变性,而峰值应变不同程度渐次增长。800℃时大理岩的延性明显增强,应力达到峰值后,应变仍表现出缓慢增加特性,但最终大理岩破坏方式仍以脆断为主。研究结果一定程度上反映了大理岩在温度作用下内部结构变化的特征,可为相关岩体工程设计与研究提供参考。     

HTRB600级高强钢筋高温后力学性能试验研究

为研究600 MPa级高强钢筋高温后的力学性能,对HTRB600级热处理高强钢筋进行高温后的拉伸试验。加热温度为20、200、300、400、500、600、700及800℃,在空气中冷却之后对其进行拉伸试验并测得其屈服强度、极限强度、弹性模量及应力-应变曲线。试验结果表明:HTRB600级高强钢筋经历温度小于600℃时,其高温后的应力-应变曲线与常温下相比无明显变化;当经历温度达到700℃时,其高温后屈服强度与极限强度均下降为常温下的80%左右;当经历温度达到800℃时,其高温后屈服强度下降为常温下的60%左右,但极限强度与700℃时相差不多。高温对HTRB600级高强钢筋高温后弹性模量无明显影响。最后提出了HTRB600级高强钢筋的高温后应力-应变曲线简化计算模型。     

冻融损伤对陶粒混凝土高温后荷载变形性能的影响

通过试验分析了一定冻融循环损伤对陶粒混凝土高温后的荷载变形及弹性模量等性能参数的影响,及掺入聚丙烯腈纤维对陶粒混凝土经历冻融损伤及高温试验后力学性能的影响.试验结果表明,未掺入聚丙烯腈纤维,陶粒混凝土的峰值荷载超过200℃高温后就开始出现明显下降;掺入聚丙烯腈纤维后,纤维组织的增韧阻裂效应不仅在常温~400℃温度范围内能有效减缓峰值荷载的下降,还能缓解峰值荷载状态下陶粒混凝土的脆性破坏特性.一定冻融循环损伤后,陶粒混凝土的峰值荷载和弹性模量在各温度段升温试验后均出现不同程度降低;掺入聚丙烯腈纤维后,在一定程度上可减缓峰值荷载和弹性模量的降低,超过400℃后,纤维熔融蒸发并在陶粒混凝土内部产生孔洞,导致峰值荷载和弹性模量开始下降明显.     

静动组合荷载下混凝土高温后的双轴动态力学性能

由于试验的复杂性,高温后混凝土在复杂应力状态下的动态力学性能研究一直较少,但在建筑物火灾和国防军事防护工程中,混凝土结构多处于多轴应力和冲击荷载的共同作用下。为研究静动组合荷载下混凝土高温后双轴动态力学性能,采用真三轴静、动力综合加载试验系统,使用真三轴试验机预先施加双轴轴压,再利用SHPB试验装置,分别对常温（25℃）和200、400、600、800℃高温后混凝土试件施加冲击动载,发现了双轴应力状态下混凝土在高温后的动态力学性能规律性。结果表明：温度变化是影响高温后混凝土双轴动态力学性能的主要因素,应变率变化是次要因素;当温度大于400℃时,应力-应变关系曲线出现屈服平台,混凝土韧性比低温时有显著提高。200℃是高温后混凝土双轴动态抗压强度的转折温度,当温度继续升高时,双轴动态抗压强度明显下降。     

大掺量粉煤灰超高性能钢纤维混凝土的静动态力学行为

研究了4种不同钢纤维掺量(体积掺量分别为0%,1.0%,1.5%,2.0%)的大掺量粉煤灰超高性能混凝土的单轴压缩强度、弹性模量、单轴抗拉强度、弯曲韧性、断裂韧性、断裂能等静态力学行为,以及高速冲击、压缩作用下的应力波传播规律、应力–应变曲线和破坏特征等动态力学行为.结果表明:掺加钢纤维的大掺量粉煤灰超高性能混凝土的轴心抗压强度、弹性模量和抗拉强度略有增大,韧性指数、残余强度、断裂韧度和断裂能成倍提高;未能增加冲击、压缩作用下的应变率效应程度,但却增大动态应力–应变曲线下的面积,提高试件破坏的应变率阈值,使混凝土存在裂而不散的破坏现象.     

高温作用下高强度混凝土力学性能及分形维数试验研究

为了研究不同温度作用下高强度混凝土的力学性能弱化机理,对不同温度作用下的混凝土进行了单轴压缩试验,并结合单轴压缩作用下不同温度混凝土的分形维数,分析了高温对混凝土的损伤程度.结果表明:(1)随着温度的升高,高强混凝土的抗压强度逐渐降低,峰值应变逐渐增大,弹性模量逐渐减小;(2)随着温度升高,高强混凝土的分形维数逐渐增大,破坏程度越来越严重;(3)200℃时,高强度混凝土脱去自由水导致强度降低,400℃时,高强度混凝土内部结合水脱离导致抗压强度降低,600℃时,高强度混凝土内部骨料之间产生滑移导致抗压强度降低,800℃时,高强度混凝土疏松,内部损伤严重导致抗压强度降低.     

应变隔离垫高温力学性能试验及应力分布规律

防热瓦作为热防护系统(TPS)的主要隔热部件,其通过应变隔离垫(SIP)粘接于机体表面。为了进行SIP的高温力学性能及应力分布规律研究,在常温(23±2℃)和300℃高温2种试验环境下进行了SIP的拉伸、压缩和剪切试验,获得了试验件的载荷-位移曲线、弹性模量及破坏应变。相比常温下,在300℃高温下SIP的拉伸、压缩和剪切弹性模量分别下降了9.68%,9.24%和8.73%,此外在300℃高温下SIP的拉伸和剪切破坏应变分别下降了11.59%和12.81%,即高温引起了SIP刚度和强度的下降。利用试验数据进行了SIP的应力分布规律研究,结果表明在拉、压及剪切力作用下,SIP应力呈中间低边缘高的趋势。此外在剪切力作用下,SIP同时产生剪切应力和正应力,并且正应力一端受拉,另一端受压。由以上分析可知SIP的边缘处是高应力区域,易发生破坏,应给予足够的重视。     

Experimental study on the time-dependent dynamic mechanical behaviour of C60 concrete under

To study the dynamic mechanical behavior of C60 concrete at high temperatures, impact tests under different steady-state temperature fields (100, 200, 300, 400 and 500.℃) were conducted under a variety of durations at the corresponding constant high temperature, namely 0, 30, 60, 90 and 120.min, employing split Hopkinson pressure bar (SHPB) system. In addition, the impact tests were also conducted on the specimens cooled from the high temperature to the room temperature and the specimen under room temperature. From the analysis, it is found that C60 concrete has a time-dependent behavior under high-temperature environment. Under 100, 200, 300, 400 and 500.℃ steady-state temperature fields respectively, as the duration at the corresponding constant high temperature increases, the dynamic compressive strength and the elastic modulus decrease but the peak strain generally ascends. After cooling to the room temperature, the dynamic compressive strength and the elastic modulus descend as well, but the peak strain increases first and then decreases slightly, when the duration increases. For specimens under and cooled from the high-temperature, as the temperature increases, the dynamic compressive strength and the peak strain raise first and then reduce gradually,and the dynamic compressive strength of specimen under high temperature is higher than that of the specimen cooled from the same high temperature.     

高温破坏时纤维增强混凝土的性能研究

对纤维增强高性能混凝土在高温下的力学特征和剥落趋势进行了试验研究．制备3种类型的混凝土：普通混凝土（NSC）和高性能混凝土（HPC1、HPC2）．高性能混凝土为分别在普通混凝土中加入5kg／m^3的聚丙烯纤维或40kg／m^3的钢纤维而制成．在龄期达到120d时加热试件,温度分别为100℃、300℃、500℃和700℃,然后冷却,测试其抗拉强度、抗压强度、弹性模量和超声脉冲速度．对比试验在室温20℃下进行．结果表明：NSC和HPCI的残余强度在500℃、700℃几乎为线性降低;而HPC2的残余强度在300℃则急剧降低,在两种HPC中,均发生了爆裂剥落现象．     

温度对C50纤维混凝土力学性能的影响

结合武汉市某工程大体积混凝土实测温度,试验研究了高温高碱环境对纤维自身力学性能的影响,及不同养护温度下混凝土的力学性能发展趋势.试验结果表明:聚丙烯纤维在10%浓度的NaOH溶液中浸泡24 h且经历室温—65℃—室温循环,纤维自身力学性能下降约10%;处理后的纤维掺入混凝土中对标准养护的试块强度无不良影响;不同养护温度下纤维混凝土力学性能发展趋势差异明显,65℃养护1 d龄期的轴心抗压强度、弹性模量、劈裂抗拉强度可达标准养护28 d龄期相应参数的97%,74%,74%,4 d龄期轴心抗压强度、劈裂抗拉强度有一定增长趋势.因此,大体积混凝土实体结构强度评定需考虑水化温度作用的影响.     

大掺量矿物细粉掺和料活性粉末混凝土高温性能

研究了大掺量矿物细粉活性粉末混凝土高温爆裂性能和高温后的抗压强度.结果表明,试件的爆裂温度随着水胶比的减小而降低,爆裂几率随水胶比的降低而增大;高温爆裂的初始时间和温度随矿物细粉掺和料掺量增多而降低;聚丙烯纤维能有效地改善活性粉末混凝土抗爆裂性能;活性粉末混凝土经200℃高温后的抗压强度有所增加,且聚丙烯纤维的加入可使活性粉末混凝土抗压强度和200℃范围内残余强度率有一定幅度提高.     

添加不同纤维的高性能混凝土力学性能试验

通过试验研究了弹性模量具有明显差异的3种纤维对于混凝土的力学性能改善所起的作用,以及钢纤维、碳纤维和聚丙烯纤维单掺或复掺对于混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和弹性模量的影响。结果表明：添加0．5％高弹性模量的钢纤维对于混凝土的强度和弹性模量均有提高作用,复掺0．3％钢纤维和0．2％碳纤维的混凝土抗拉强度的提高大于抗压强度;添加0．5％钢纤维的混凝土HPC-2的弹性模量最大,比基准混凝土提高6．5％;添加0．2％聚丙烯纤维的混凝土HPC-3的弹性模量最小,且小于基准混凝土;此外,混凝土抗压强度的影响程度与纤维的弹性模量的关系更为直接,混凝土劈裂抗拉强度的改善与纤维的抗拉强度的关系更为直接,纤维的弹性模量与基体弹性模量的比值,对复合材料的弹性模量有直接的影响。     

Effects of fibers on mechanical properties of high-performance concrete subjected to elevated temperatures

The compressive strength and ilexural toughness as well as fracture energy of fiber reinforced highperformance concrete （FRHPC） subjected to different high temperatures were studied. The results showed that after exposure at 300,600 and 900℃, the concrete mixes retained 88.1% , 41.3% and 10.2% of the original compressive strength on average, respectively. Steel fiber and polypropylene （PP） fiber were both effective in minimizing the damage effect of high temperatures on the compressive strength. The HPC reinforced with steel fibers showed higher flexural toughness and fracture energy before and after the high-temperature exposures. In comparison, PP fibers had minor beneficial effects on the flexural toughness and fracture energy. The mechanical properties of HPC reinforced with hybrid fibers （steel fiber ＋ PP fiber） were equivalent to or better than those of HPC reinforced with steel fibers alone. In addition, the failure pattern of FRHPC beams changed from pull-out of steel fibers at lower temperatures （20, 300 and 600℃） to tensile failure of steel fibers at higher temperature （900 ℃）.     

负温混凝土内部结构发展的无损监测

为实现寒冷地区冬季施工中混凝土内部结构发展的无损监测,研究两种坍落度、两种防冻剂的混凝土在标准养护条件、恒负温养护条件及自然变负温养护下动弹性模量随龄期的变化规律.结果表明:标准养护条件下,高掺量防冻盐类的掺入给混凝土内部结构带来一定的损伤.在负温阶段,异常高的混凝土动弹性模量值是由混凝土内部含冰量所决定的.通过转入正温一定时间内动弹性模量的衰减值可以判断混凝土在负温阶段受冻损伤程度.转入正温条件下混凝土的动弹性模量的发展规律与混凝土强度发展规律是一致的.因此,这一无损检测方法可以应用于冬季施工中.     

受火后混凝土黏钢界面的剪切性能研究

针对不同的受火温度(250,350,450和550℃)和不同的混凝土强度(C25,C30和C35),进行了混凝土高温受火后黏钢界面剪切性能的试验研究.结果表明,当混凝土受火温度相同时,随着混凝土强度的提高,黏钢界面黏结剪切强度逐渐增大,平均增大幅度在3%左右,最大增大幅度近8%.当混凝土强度等级相同时,界面的黏结剪切强度随着受火温度的升高逐渐降低.当受火温度为450℃时,黏结剪切强度为常温的50%;当受火温度为550℃时,黏结剪切强度仅为常温的38%左右.得到了钢-混凝土黏结剪切强度与混凝土强度的比值随混凝土受火温度升高的退化规律.     

包浆再生粗骨料对自密实混凝土力学性能及抗冻性的影响

通过自密实包浆再生骨料混凝土力学性能及快速冻融循环试验,从试件的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度及冻融后试件的质量损失率、抗压强度损失率及相对动弹性模量角度研究了再生粗骨料包浆对自密实再生混凝土性能的影响,结合SEM电镜试验从微观上分析了骨料包浆对混凝土抗冻性能的改善机制.结果 表明:普通混凝土和再生混凝土的劈裂抗拉强...