高温后钢材及再生混凝土的力学性能试验研究

为了研究高温后钢材及再生混凝土的力学性能,设计了再生粗骨料取代率为100%的再生混凝土立方体试块并加工了钢材标准试件,对其进行常温、200~800℃(级差为100℃)的模拟火灾高温后的受力性能试验,细致观察了高温后再生混凝土、钢材的表观变化,获取了高温后再生混凝土的破坏形态和强度、钢材的屈服及极限强度等力学性能指标;分析火灾温度对钢材及再生混凝土剩余强度的影响,并提出高温后再生混凝土的剩余强度计算式。研究结果表明:随着温度的升高,钢材的屈服强度呈先上升后下降的变化趋势,极限强度在600℃以下时变化不大,在600℃以上则显著降低;随着温度的升高,其抗压强度逐渐降低。     

高温后再生混凝土的残余抗折强度

完成了150块不同再生粗骨科取代率(0%、30%、50%、70%、100%)下再生混凝土棱柱体试块在20℃～800℃下的高温试验.通过对高温中和高温后试验现象与数据的对比,研究了高温后再生混凝土的残余抗折强度,分析了高温后再生混凝土的残余抗折强度与经历温度之间的相互关系与变化特点,同时与已有高温后再生混凝土的残余抗压强度进行了对比分析.最后,提出了基于试验统计的再生混凝土残余抗折强度与经历温度之间的建议公式.结果表明:随经历温度的升高,高温后再生混凝土的残余抗折强度整体上逐渐下降;与残余抗压强度相比,再生粗骨料取代率对高温后再生混凝土的残余抗折强度影响不明显.     

高温后再生混凝土抗压强度研究

<正>昆明理工大学的研究人员开展了高温后再生混凝土的抗压强度试验研究。考虑了冷却方式对高温后再生混凝土抗压强度的影响规律。采用扫描电镜分析了高温后再生混凝土的微观结构变化。研究结果表明:自然冷却后,再生混凝土的强度随着温度升高先增大后降低,喷水冷却后,除粗骨料替代率为60%的再生混凝土,其余再生混凝     

高温后再生混凝土强度与微观机理

针对以往没有考虑冷却方式对再生混凝土高温后强度的影响,以及再生混凝土高温后强度改变机理不够明确的现状,进行了再生混凝土高温后经历自然冷却(自冷)和水冷却(水冷)后的抗压强度试验,基于试验结果,建立了再生混凝土高温后自冷和水冷后的强度计算公式,并从微观结构探讨其强度变化机理。试验表明,在600℃以前,再生混凝土高温后水冷比自冷的强度低很多,但600℃后两者强度接近。随着温度的升高,再生粗骨料与水泥石的界面裂缝加宽,同时水泥石孔洞尺寸变大,结构变得疏松,并且水冷却比自然冷却对微观结构损伤更大。     

再生混凝土基本力学性能研究(Ⅱ)

在单轴受压性能研究的基础上,进一步研究了再生混凝土的单轴抗拉强度、劈裂抗拉强度以及两者之间的关系,抗折强度,断裂能,与钢筋的粘结强度,热膨胀系数和高温后残余抗压强度.试验结果表明,再生混凝土的单轴抗拉强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、断裂能及其与钢筋的粘结强度均随其抗压强度的增加而增加;普通混凝土单轴抗拉强度、劈裂抗拉强度及其与钢筋间的粘结强度计算公式也适用于再生混凝土,但普通混凝土抗折强度和断裂能计算公式用于再生混凝土则偏于不安全;再生混凝土的热膨胀系数约为1×10-5K-1,与普通混凝土差别不大;再生混凝土高温后残余抗压强度的变化规律与轻骨料混凝土类似.     

再生混凝土高温后性能试验研究

再生混凝土技术可以减少天然砂石开采对环境的破坏以及废弃混凝土对环境的污染,对混凝土技术走向可持续发展的道路有着十分重要的意义。对经人工破碎后的再生骨料的基本性能以及再生混凝土450℃高温后的性能进行了试验研究。研究表明:和天然石子相比,再生骨料具有表观密度较小、吸水率与含水率高、压碎指标值较高等特点;高温后再生混凝土强度、质量损失率比普通混凝土大,并且混凝土强度、质量损失率随再生骨料替代率的增加而增大。     

高温后再生混凝土受压强度退化及微观结构性能分析

为研究高温作用后再生混凝土受压强度退化机理及高温作用对再生混凝土微观结构的影响,配制C30全天然骨料混凝土和全再生骨料混凝土,观测了受0、300、400、500℃高温后两种混凝土的表观物理现象并测试其抗压强度,选取典型样本,利用超景深三维显微系统观察四种温度作用后两种混凝土的微观结构形貌,对比分析其骨料和砂浆的界面特征,从微观角度解释界面特征对其宏观受压破坏现象产生的影响。结果表明:当受热温度小于400℃时,再生混凝土强度损失率大于天然混凝土,天然混凝土抗压强度及温度稳定性较好;但当受热温度大于400℃时,再生混凝土强度损失率较小,高温稳定性较好;高温前后再生混凝土薄弱面破坏先后顺序相同。     

高温对再生混凝土力学性能影响的试验研究

通过对再生混凝土在不同温度和时间下的灼烧和不同的冷却方式,研究各因素对再生混凝土强度的影响,采用C40再生混凝土配合比进行试验。研究发现,再生混凝土加热温度越高,强度下降越明显;加热时间越长,强度下降越明显,但短时间高温后再生混凝土强度不降反升;喷水冷却时再生混凝土的抗压强度低于自然冷却。     

高温后再生混凝土应力-应变曲线研究

完成了高温对不同替代率再生混凝土的强度及受压应力-应变关系曲线影响的试验研究。研究结果表明：再生混凝土的受压强度、弹性模量随着温度的升高而明显下降，其峰值应变随着温度的升高而不断增加。基于试验结果，给出了高温后再生混凝土的应力-应变关系式，并与试验结果吻合较好。     

高温后钢筋再生混凝土轴压短柱受力性能试验研究

为了研究高温后钢筋再生混凝土轴压短柱的受力性能,以再生粗骨料取代率、温度、最高温度持时、混凝土强度和箍筋间距为变化参数,设计40个试件(其中高温后试件32个、常温对比试件8个)进行静力加载试验.观察了高温后钢筋再生混凝土轴压短柱的破坏形态,获得了其承载力、刚度、位移延性系数和耗能等力学性能指标,并对不同变化参数试件的力学性能指标进行分析,探讨了高温后钢筋再生混凝土轴压短柱的承载力计算方法.研究结果表明:随着温度升高,钢筋再生混凝土柱的外观颜色逐渐由青灰色转变为灰白色,其质量烧失率逐渐增大,试件的承载力和初始刚度逐渐降低;再生粗骨料取代率的大小对高温后钢筋再生混凝土轴压短柱的承载力和初始刚度的影响不大;混凝土强度等级越高的试件,其遭受高温后的承载力和初始刚度也越大;最高温度持时和箍筋间距的变化对高温后钢筋再生混凝土轴压短柱力学性能影响不大.     

Research on mechanical behavior of recycled aggregate concrete after high temperatures

以历经最高温度、再生粗骨料取代率、粗骨料类型、混凝土强度为变化参数,设计和制作了168个再生混凝土标准棱柱体试件,对其进行高温后的物理及力学性能试验。试验中观察了高温后试件的表观变化及其受力破坏形态,获取了再生混凝土的高温烧失率以及各试件的轴心受压全过程应力-应变曲线,通过分析各变化参数对历经高温后再生混凝土的物理及力学性能的影响规律,根据最高受火温度和质量烧失率分别提出高温后再生混凝土轴心抗压强度评估公式。结果表明：随着温度的提高,高温后再生混凝土由青灰色变为棕灰色,最后呈灰白色,出现温度裂缝及剥落现象;烧失率随着温度的提高、取代率的增大和强度的降低而显著增大;温度对高温后再生混凝土破坏形态及力学性能的影响最大,温度越高,其轴心受压破坏时的裂缝带越宽,破坏程度越严重;随着温度的升高,其弹性模量的衰减程度要比峰值应力的大;相比卵石骨料再生混凝土,高温对碎石骨料再生混凝土力学性能的影响更为显著;混凝土强度和再生粗骨料取代率变化对高温后再生混凝土的力学性能无明显影响。基于试验结果提出的高温后再生混凝土轴心抗压强度的评估计算结果与实测结果吻合较好。     

高温后再生混凝土力学性能研究

以历经最高温度、再生粗骨料取代率、粗骨料类型、混凝土强度为变化参数,设计和制作了168个再生混凝土标准棱柱体试件,对其进行高温后的物理及力学性能试验。试验中观察了高温后试件的表观变化及其受力破坏形态,获取了再生混凝土的高温烧失率以及各试件的轴心受压全过程应力-应变曲线,通过分析各变化参数对历经高温后再生混凝土的物理及力学性能的影响规律,根据最高受火温度和质量烧失率分别提出高温后再生混凝土轴心抗压强度评估公式。结果表明:随着温度的提高,高温后再生混凝土由青灰色变为棕灰色,最后呈灰白色,出现温度裂缝及剥落现象;烧失率随着温度的提高、取代率的增大和强度的降低而显著增大;温度对高温后再生混凝土破坏形态及力学性能的影响最大,温度越高,其轴心受压破坏时的裂缝带越宽,破坏程度越严重;随着温度的升高,其弹性模量的衰减程度要比峰值应力的大;相比卵石骨料再生混凝土,高温对碎石骨料再生混凝土力学性能的影响更为显著;混凝土强度和再生粗骨料取代率变化对高温后再生混凝土的力学性能无明显影响。基于试验结果提出的高温后再生混凝土轴心抗压强度的评估计算结果与实测结果吻合较好。     

橡胶改性RC50再生混凝土高温后的基本性能研究

再生混凝土材料在高温下发生爆裂严重影响了再生混凝土结构的承载能力,在再生混凝土材料的推广应用时,必须考虑其高温前后的基本性能。本文从宏观表现和基本力学性能变化两方面进行阐述,分析了再生混凝土高温后的强度和应力应变关系曲线的变化规律,结合低掺量橡胶改性再生混凝土高温前后的基本性能,对再生混凝土高温下的性能进行分析。     

高温后再生混凝土梁力学性能研究

<正>广西大学的研究人员开展了钢筋再生混凝土梁高温冷却后力学性能的试验研究。试验参数包括再生粗骨料取代率、历经最高温度、混凝土强度、剪跨比。研究其烧失率、荷载-挠度曲线、截面应变分布、峰值荷载、峰值挠度的变化规律。研究结果表明:高温后钢筋再生混凝土梁的破坏形     

回弹法评估高温喷水冷却后再生卵石混凝土的抗压强度

以历经最高温度和再生粗骨料取代率为变化参数,设计并制作60个再生卵石混凝土标准圆柱体试件,先后完成了圆柱体高温加热和喷水冷却后的回弹法和轴心受压试验。获取了高温喷水冷却后再生卵石混凝土的回弹值、抗压强度和换算强度,并分析了不同变化参数对回弹值和抗压强度的影响,进行了抗压强度与换算强度的对比。结果表明:随着温度的升高,再生卵石混凝土的回弹值和抗压强度逐渐下降,但温度对抗压强度的影响大于对回弹值的影响;随着再生粗骨料取代率的增大,再生卵石混凝土的回弹值变化很小,而抗压强度的变化较大;通过回弹值换算得到的强度不能较好地预测高温喷水冷却后再生卵石混凝土的抗压强度;最后,提出了高温喷水冷却后再生卵石混凝土回弹值的计算方法,并建立了抗压强度与回弹值的表达式。     

高温后圆钢管再生混凝土轴压短柱的极限承载力研究

为了研究火灾高温后圆钢管再生混凝土轴压短柱的受力性能及极限承载力,以再生粗骨料取代率、恒温温度和恒温时间为变化参数,对20个设计的圆钢管再生混凝土短柱试件进行火灾高温后的力学性能试验。并对各变化参数对圆钢管再生混凝土短柱极限承载力的影响进行分析。利用统一强度理论和叠加计算理论分别计算高温后其极限承载力,并与试验实测结果比较。研究结果表明:高温后钢管再生混凝土短柱的受力破坏过程和形态与普通钢管混凝土柱相似;火灾温度对承载力影响显著;同一温度下,承载力随恒温时间的延长呈先上升后下降的趋势;骨料取代率对试件的承载力影响不大;采用统一强度理论中钟善桐计算法对高温后圆钢管再生混凝土短柱的极限承载力进行计算,计算值与试验值吻合较好。     

高温后型钢再生混凝土梁的受剪性能试验研究

为研究高温后型钢再生混凝土梁的受剪性能,考虑再生粗骨料取代率、温度、混凝土强度等级3个变化参数,设计了17个试件进行不同高温后的静力加载试验。通过试验测试到不同高温型钢再生混凝土梁的物理及力学性能指标,并观察了该类梁高温后的受力破坏过程及形态,获取了其极限承载力以及受力破坏全过程的荷载-挠度曲线等重要资料,并分析了各变化参数对高温型钢再生混凝土梁的初始刚度、峰值荷载、延性系数及能量耗散的力学性能指标的影响规律。研究结果表明:随着温度的升高,型钢再生混凝土梁的质量变轻、初始刚度和峰值荷载降低,延性系数、能量耗散值则先减小再增大。取代率对各力学性能指标影响不大。随着混凝土强度的增大,初始刚度和峰值荷载增大,延性系数变小,能量耗散值基本不变。     

再生混凝土力学性能试验研究

主要研究分别与普通混凝土水灰比相同和坍落度相同条件下再生混凝土的立方体抗压强度、棱柱体抗压强度、峰值应变、泊松比、劈裂抗拉强度、抗折强度和弹性模量以及高温后混凝土的残余抗压强度。试验结果表明,再生混凝土的泊松比与普通混凝土差别不大,但峰值应变增加。在水灰比相同时,再生混凝土的抗压强度与普通混凝土差别不大,但劈裂抗拉强度、抗折强度和弹性模量降低,高温后的残余强度也有所降低。在坍落度相同时,再生混凝土的上述各基本力学性能均有所降低。同时根据理论计算与试验结果比较,普通混凝土各基本力学性能指标间的理论计算式,对应用于再生混凝土的力学性能计算时,其相关数据差异较大,因此,普通混凝土各基本力学性能的理论计算方法不能适用于再生混凝土。     

高温后喷水冷却圆钢管再生混凝土界面黏结性能试验研究

为了研究高温喷水冷却后圆钢管再生混凝土的界面黏结性能变化规律,以历经最高恒温温度、再生粗骨料取代率、界面锚固长度为3个变化参数,进行了27个高温喷水冷却后圆钢管再生混凝土试件和2个自然冷却试件（对照组）的静力推出试验,以位移控制的加载方式为主,使自由端的钢管单独受力（核心混凝土不受力）,圆钢管内的混凝土从下向上推出。通过试验观察了圆钢管再生混凝土试件破坏的全过程和形态,获取了加载端和自由端的荷载-滑移曲线,分析了各个变化参数对黏结性能的影响规律。试验结果表明：经过高温喷水冷却后,圆钢管再生混凝土试件加载端和自由端的荷载-滑移曲线形态相似,且和自然冷却试件的曲线相似,同时也和前期做的钢管普通混凝土的曲线具有相似性;加载端和自由端的荷载-滑移曲线大致分为上升段、缓慢下降段和平缓段;并且自由端的初始滑移晚于加载端。定义了极限黏结强度τu和残余黏结强度τr。圆钢管再生混凝土试件表面上应变沿试件高度方向大致呈指数分布。经历消防喷水冷却后,随历经最高温度的升高,黏结强度先增大后减小,在400 ℃时,黏结强度达到最大值,当大于400 ℃时,黏结强度降低。历经高温后试件的平均残余黏结强度分别是常温下试件的1.25倍、1.75倍、1.38倍和1.50倍。再生粗骨料取代率的变化对黏结强度的影响不明显,常温下γ=50%时,黏结强度达到最大值;温度为200 ℃且γ=75%时,黏结强度也为最大。这和自然冷却下钢管再生混凝土的结论类似。锚固长度的增大也使圆钢管再生混凝土试件平均极限黏结强度和残余黏结强度均有不同程度增大。提出了高温喷水冷却后圆钢管再生混凝土极限黏结强度和残余黏结强度的计算公式,用此公式所得计算结果均比较理想。今后对界面黏结性能的研究,可以从增加钢管内壁的粗糙度、钢管内部加入加劲肋和钢管内增设不同长度的螺栓角度进行探讨,进而进一步丰富界面黏结性能的理论研究,以期为消防喷水后建筑结构构件的其他力学性能提供理论基础,同时为现实生活中火灾后钢-混凝土组合结构的灾后评估和加固提供参考。     

再生混凝土经高温冷却后抗压强度试验研究

为探究再生混凝土高温后性能,为火灾后再生混凝土建筑物的强度评价提供参考,主要对再生混凝土试件经高温处理后的抗压强度水平,以及不同再生骨料取代率下试件高温后的抗压强度差异进行分析。结果表明：全温度范围内,普通混凝土和再生混凝土经相同温度高温处理后并未出现外观上的明显差异;温度处于20℃～300℃范围内时,残余抗压强度和常温数值均未出现较大差异;温度提升至400℃～600℃范围内时,再生混凝土和普通混凝土相对残余抗压强度均快速大幅下降,其中再生混凝土降幅相对更大;进一步提高温度至800℃,此时各组混凝土残余抗压强度相差不大。