火灾后陶粒混凝土梁受力性能试验与分析

为研究火灾后配筋陶粒混凝土结构的受力性能,对一组陶粒混凝土简支梁进行高温过火及火灾后的常温加载试验.与火灾前相同陶粒混凝土和普通混凝土构件进行对比,过火后试件的正截面受弯和斜截面受剪承载力均有不同程度的降低.同时,对陶粒混凝土试件的高温过火及过火后的加载试验进行有限元模拟,并将数值模拟结果与试验结果进行对比分析.     

预应力混凝土梁桥过火后的材料性能

火场最高温度、持续时间、扩散条件以及高温下混凝爆裂等因素增加了利用温度获得材料性能的难度。针对火灾后评估预应力混凝土梁桥时需快速、准确、真实地获得其材料性能的需求,对在役高速公路预应力混凝土桥梁过火后拆除的32块空心板进行表观分类和材料试验,通过实测过火后材料性能,获得常用检测指标与材料性能的关系,并利用极限承载能力试验及有限元模拟验证其适用性。结果表明:混凝土高温爆裂剥落,致使空心板截面损失,并进一步降低该区域混凝土及预应力钢绞线强度,是导致该截面抗弯承载能力降低的主要原因;当过火后混凝土剥落深度超过2/3钢绞线净保护层时,混凝土抗压强度、预应力钢筋线拉伸强度折减系数达0.7,将严重影响结构极限承载能力;火灾作用将改变空心板极限破坏形态,由延性转为脆性破坏;利用常规检测指标与材料性能的折减关系,并结合有限元模拟分析过火后预应力空心板梁的极限承载能力,满足工程精度。     

CFRP布与高温后混凝土的黏结性能试验研究

为研究碳纤维(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)布与高温后混凝土的黏结性能,进行了CFRP布与高温后混凝土单面剪切试验。将混凝土试块分别加热到200、300、400℃和500℃,自然冷却后在其表面粘贴CFRP布,粘贴长度分别为80、120、160 mm和200 mm,研究了受火温度和黏结长度对其黏结性能的影响。结果表明,CFRP布与高温后混凝土的黏结试件发生了剥离破坏,且随着混凝土过火温度升高,破坏时剥离下来的CFRP布表面黏附的混凝土量逐渐增加。CFRP布与高温后混凝土的极限荷载随着混凝土过火温度升高呈先升高后降低的趋势,在文中研究参数范围内,均大于常温下的数值。给出了混凝土过火温度不大于600℃条件下CFRP布与高温后混凝土极限荷载计算公式,通过与本文及文献试验结果比较发现,计算值与试验值符合较好。     

高温后陶粒混凝土性能试验研究

分常温,200,350,500,650,800℃六个温度水平,对陶粒轻骨料混凝土分批进行高温加热。待自然冷却后,观察试块经不同温度水平加热后的颜色变化、裂缝发展等表观特征,分析质量变化、抗压强度和抗拉强度随加热温度的变化规律,并通过扫描电子显微镜对高温后陶粒混凝土的微观结构特征进行观测分析。试验结果表明:陶粒混凝土的外观颜色、表面裂纹及微观特征随温度的升高发生一定规律的变化;与普通混凝土相比,陶粒混凝土的抗压和抗拉强度随着加热温度的升高,其下降变化趋势较为平稳缓慢,且残余抗压与抗拉强度比明显大于普通混凝土的。研究表明,经过缓慢升温与自然冷却后,陶粒混凝土具有良好的抗火性能。     

高温后陶粒混凝土性能试验研究

分常温,200,350,500,650,800℃六个温度水平,对陶粒轻骨料混凝土分批进行高温加热。待自然冷却后,观察试块经不同温度水平加热后的颜色变化、裂缝发展等表观特征,分析质量变化、抗压强度和抗拉强度随加热温度的变化规律,并通过扫描电子显微镜对高温后陶粒混凝土的微观结构特征进行观测分析。试验结果表明:陶粒混凝土的外观颜色、表面裂纹及微观特征随温度的升高发生一定规律的变化;与普通混凝土相比,陶粒混凝土的抗压和抗拉强度随着加热温度的升高,其下降变化趋势较为平稳缓慢,且残余抗压与抗拉强度比明显大于普通混凝土的。研究表明,经过缓慢升温与自然冷却后,陶粒混凝土具有良好的抗火性能。     

高掺量粉煤灰混凝土中界面过渡区的细观结构分析

采用环境扫描电子显微镜观测混凝土试块的骨料与水泥石界面 ,试块包括普通混凝土、仅掺粉煤灰的混凝土和同时掺粉煤灰、膨胀剂的混凝土 ,同时利用图像处理软件对扫描电镜图像进行定量研究 ,发现掺入粉煤灰后界面性能有一定的改善 ,而掺入膨胀剂则能显著改善界面性能。说明适量的膨胀剂可以有效减少混凝土的初始缺陷。     

受热温度和时间对混凝土抗压强度的影响

试验研究不同受热温度和受热时间处理后的C40普通混凝土立方体试块抗压强度,详细描述高温后试块的外观特征及抗压破坏特征,探讨试块抗压性能与受热温度和时间的关系。结果表明,随着火灾温度的升高和燃烧时间的增加,高温后自然冷却混凝土立方体抗压强度整体上呈降低趋势。根据试验结果,建立高温后混凝土立方体剩余抗压强度与受火温度和受火时间的计算公式,并给出不同温度和时间对混凝土抗压强度影响的评定。根据温度和时间对混凝土抗压强度的耦合作用,建立火灾大小分类标准。     

高参量粉煤灰混凝土中界面过渡区的细观结构分析

采用环境扫描电子显微镜观测混凝土试块的骨料与水泥石界面，试块包括普通混凝土、仅掺粉灰的混凝土和同时掺粉煤灰、膨胀剂的混凝土，同时利用图像处理软件对扫描电镜图像进行定量研究，发现掺入粉煤灰后界面性能有一定的改善，而掺入膨胀剂则能显著改善界面性能。说明适量的膨胀剂可以有效减少混凝土的初始缺陷。     

粉刷层对混凝土遭受高温作用后抗压性能的影响

对27个高温作用后常规混凝土试块和带混合砂浆粉刷层的混凝土试块的抗压性能进行了试验。通过对高温作用后试件损伤形态的分析和高温损伤试件的抗压性能试验,探讨了混合砂浆粉刷层对高温作用后混凝土抗压性能的影响,得到了高温作用后无粉刷层试块和带粉刷层试块的强度折减经验计算公式。试验研究表明,粉刷层对遭受火灾高温作用的混凝土构件有较好的保护作用,在混凝土结构火灾损伤鉴定中应加以考虑。     

压型钢板-陶粒混凝土组合楼板火灾响应及火灾后受力性能试验研究

为了分析压型钢板-陶粒混凝土组合楼板的火灾响应,首先对受荷条件下的2块简支陶粒混凝土组合楼板进行了火灾行为试验,得到了其火灾温度响应及位移响应。在此基础上,进一步对2块受火后的压型钢板-陶粒混凝土组合楼板进行了火灾后受力性能试验研究,并对1块具有相同参数的组合楼板开展了常温下静载试验。结果表明：在楼板内部设置焊接栓钉将减弱组合楼板的抗火性能、降低组合楼板火灾后的承载力;与未受火作用的同样规格的组合楼板相比,火灾后压型钢板-陶粒混凝土组合楼板的破坏形式发生较大变化,但仍具有较高的承载力和良好的受力性能;压型钢板-陶粒混凝土组合楼板受火后为弯曲破坏,而未受火楼板则为剪切滑移破坏。