纤维增韧高性能混凝土的高温残余力学性能特征

摘要

该论文进行了纤维增韧混凝土的高温残余力学性能试验研究.通过测定水胶比为0.26和0.60的混杂纤维混凝土在400℃、600℃和800℃残余抗压强度、400℃残余劈裂抗拉强度、断裂能及断裂韧性和水胶比为0.26、0.38和0.60的单一纤维混凝土在2002、400℃、600℃、800℃残余抗压强度、劈裂抗拉强度、断裂能和断裂韧性,并与未掺纤维混凝土高温残余力学性能进行对比分析,得出了混杂纤维和单一纤维对混凝土高温残余力学性能的影响特征,为提出纤维改善抗火性机理进行了探索性的研究.试验结果表明,掺加混杂纤维是有效改善混凝土抗火性的技术措施之一.在高性能混凝土中单一掺加钢纤维,虽然增大了混凝土的高温残余力学性能,但是也增大了混凝土发生爆裂的比例;与未掺纤维混凝土相比,单一掺加玻璃纤维对混凝土残余力学性能影响很小,但增大了混凝土发生爆裂的比例;单一聚丙烯纤维高性能混凝土试件虽无试件发生爆裂,但是残余断裂性能比未掺纤维混凝土还差.而适当品种及掺量的混杂纤维能改善混凝土的高温爆裂性能,并且其高温残余断裂性能优于未掺纤维混凝土.在掺加单一纤维方式下,钢纤维明显提高高性能混凝土高温残余力学性能.钢纤维混凝土的残余抗压强度、残余劈裂抗拉强度、断裂能和断裂韧性均优于掺加其他纤维的各组混凝土.钢纤维的断裂能和断裂韧性远远高于其它各组纤维混凝土.掺加钢纤维是提高高性能混凝土高温残余力学性能的有效方法.该文揭示了不同纤维品种的单一纤维混凝土高温残余断裂能和残余断裂韧性随温度的变化规律.聚丙烯纤维混凝土受高温作用后残余断裂性能急剧下降;钢纤维混凝土的高温残余断裂能和断裂韧性随着温度的升高先增大后减小,在200℃达到峰值;玻璃纤维混凝土的高温残余断裂能和断裂韧性也随着温度升高先增大后降低,残余断裂能在400℃达到峰值,残余断裂韧性在200℃达到峰值.对于高性能混凝土,钢纤维对混凝土残余断裂性能提高得最多,聚丙烯纤维对混凝土断裂性能的影响最不利;对于普通混凝土,钢纤维极大地提高了混凝土残余断裂性能,聚丙烯纤维和玻璃纤维对混凝土的残余断裂能没有影响,聚丙烯纤维对普通混凝土残余断裂韧性的影响最不利.

目录

文摘

英文文摘

第一章前言

1.1火灾对混凝土建筑结构的危害

1.2高性能混凝土抗火性的研究现状

1.2.1火灾高温对HPC性能的影响

1.2.2目前对HPC高温剥落、爆裂机理的研究成果

1.2.3影响HPC高温剥落、爆裂破坏的因素

1.2.4改善HPC高温爆裂破坏的措施

1.3以往混凝土抗火性试验研究的方法和内容

1.4高性能混凝土抗火性研究目前有待解决的问题

1.4.1对高性能混凝土抗火性进行数值研究

1.4.2温度梯度对HPC抗火性的影响

1.4.3掺加硅灰对HPC抗火性的影响

1.4.4在HPC中掺入钢纤维对其抗火性的影响

1.4.5缺乏统一的抗火性试验标准规范

1.5本文的研究目的、内容及思路

第二章试验方法

2.1本试验的工作步骤

2.2混凝土原材料性能特征

2.3纤维混凝土配合比

2.3.1纤维混凝土配合比设计思路

2.3.2混杂纤维混凝土试验配合比

2.3.3单一纤维混凝土试验配合比

2.4试件制备工艺

2.4.1试件制作

2.4.2试件尺寸

2.4.3试验方法及试验数据修正

2.4.4试验设备

第三章混杂纤维混凝土高温残余力学性能试验研究

3.1引言

3.2本章试验内容

3.3试验过程与现象

3.4试验结果及分析

3.4.1混杂纤维混凝土高温残余抗压强度

3.4.2混杂纤维混凝土残余劈裂抗拉强度

3.4.3混杂纤维混凝土残余断裂参数

3.4.4未掺纤维混凝土高温残余断裂性能

3.4.5纤维对混凝土高温残余力学性能的影响

本章小结

第四章单一纤维混凝土高温残余力学性能试验研究

4.1引言

4.1.1聚丙烯纤维混凝土抗火性研究现状

4.1.2钢纤维混凝土高温力学性能研究现状

4.1.3玻璃纤维混凝土抗火性研究现状

4.2本章试验内容

4.3试验过程及现象

4.4试验结果及分析

4.4.1单一纤维混凝土高温残余强度试验结果及分析

4.4.2单一纤维混凝土残余断裂性能试验结果及分析

4.4.3水胶比对单一纤维混凝土残余断裂性能的影响

4.5纤维品种对混凝土残余力学性能的影响

4.6骨料类型对未掺纤维混凝土残余力学性能的影响

本章小结

第五章结论与展望

5.1本论文的主要工作及结论

5.2今后的工作和努力的方向

附表1近几年国内外混凝土抗火性试验研究列表

附表2近几年国内外纤维混凝土抗火性试验研究列表

参考文献

攻读硕士学位期间完成的主要工作

致谢