摻硅粉混凝土高溫后的靜動(dòng)態(tài)力學(xué)性能試驗(yàn)研究

發(fā)布時(shí)間：2020-11-08 17:33

　　在全部已發(fā)生的火災(zāi)事件中,建筑火災(zāi)的發(fā)生次數(shù)約占總火災(zāi)次數(shù)的80%,所造成的人員和經(jīng)濟(jì)損失巨大,混凝土作為最重要且用量最多的建筑材料,在高溫條件下,雖屬于熱惰性材料,但其中的水化產(chǎn)物Ca(OH)2和鈣礬石分解溫度低,耐高溫性能較差,混凝土的變形性能、強(qiáng)度等均會(huì)發(fā)生劣化,同時(shí)其內(nèi)部也會(huì)發(fā)生應(yīng)力重分布,極大地降低了結(jié)構(gòu)安全性,這對(duì)于混凝土建筑物來(lái)說(shuō)無(wú)疑是致命的。我國(guó)每年能收集到約20 wt硅粉,混凝土摻入硅粉后,可以與耐火較差的水泥水化產(chǎn)物Ca(OH)2發(fā)生二次水化反應(yīng)生成耐火性能相對(duì)較好的C-S-H(3CaO2Si02·3H20)凝膠,可以增加混凝土的耐火性能。因此,開展硅粉混凝土耐高溫性能研究,揭示高溫對(duì)硅粉混凝土力學(xué)性能和微觀結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律對(duì)豐富和發(fā)展硅粉混凝土理論具有重要意義。本文以硅粉混凝土為研究對(duì)象,取硅粉摻量為0%、4%、8%和12%,首先對(duì)不同齡期(3 d、7 d和28 d)的硅粉混凝土進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn),然后利用電阻爐對(duì)100 mm×100 mm×100 mm的立方體硅粉混凝土試塊和050 mm×25 mm的圓柱體硅粉混凝土試塊進(jìn)行高溫處理,取高溫溫度為200℃、400℃、600℃和800℃,恒溫時(shí)間為2h,待試塊自然冷卻至室溫后進(jìn)行立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)、劈裂抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)、吸水率試驗(yàn)、質(zhì)量損失率試驗(yàn)、SEM試驗(yàn)、SHPB試驗(yàn)和篩分試驗(yàn),并結(jié)將理論分析和數(shù)據(jù)擬合得出結(jié)論,主要下:(1)不同硅粉摻量和不同齡期下混凝土的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果表明,混凝土強(qiáng)度隨著硅粉摻量的增大而出現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì),最佳摻量為8%,在水化早期時(shí),硅粉的填充作用使其附著在C-S-H上并填充于AFt之間,使得混凝土早期抗壓強(qiáng)度也有所增加;(2)不同溫度下硅粉混凝土的拉壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果表明,將硅粉摻入混凝土?xí)黾踊炷恋目箟簭?qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度、彈性模量和脆性,高溫后,硅粉混凝土的抗壓強(qiáng)度大于素混凝土且抗壓強(qiáng)度損失率小于素混凝土,但發(fā)生高溫爆裂的幾率大于素混凝土,說(shuō)明硅粉混凝土在中低溫下的抗火性能較素混凝土有一定的優(yōu)勢(shì)。(3)硅粉混凝土的SEM試驗(yàn)表明,硅粉的火山灰效應(yīng)產(chǎn)生的C-S-H凝膠有效地填補(bǔ)了混凝土內(nèi)部孔洞,硅粉的填充作用也使得其顆粒較好地鑲嵌于C-S-H凝膠中;(4)高溫后硅粉混凝土的SHPB試驗(yàn)表明,硅粉混凝土較素混凝土有著更高的動(dòng)態(tài)強(qiáng)度、脆性、和破碎粒徑,并且硅粉混凝土在沖擊荷載下的吸能能力優(yōu)素混凝土。(5)通過(guò)超聲波法對(duì)高溫后硅粉的靜動(dòng)態(tài)抗壓強(qiáng)度進(jìn)行擬合時(shí),自變量的優(yōu)劣順序?yàn)?波幅波速波幅+波速,對(duì)抗壓強(qiáng)度損失率進(jìn)行擬合時(shí)自變量的優(yōu)劣順序?yàn)?波幅損傷波速損傷+波速波幅+波速波幅+損傷。圖43 表16 參90。
【學(xué)位單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TU528
【部分圖文】：