摻硅粉混凝土高溫后的靜動態(tài)力學性能試驗研究

發(fā)布時間：2020-11-08 17:33

　　在全部已發(fā)生的火災事件中,建筑火災的發(fā)生次數(shù)約占總火災次數(shù)的80%,所造成的人員和經(jīng)濟損失巨大,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、強度等均會發(fā)生劣化,同時其內(nèi)部也會發(fā)生應力重分布,極大地降低了結(jié)構(gòu)安全性,這對于混凝土建筑物來說無疑是致命的。我國每年能收集到約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)生二次水化反應生成耐火性能相對較好的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,揭示高溫對硅粉混凝土力學性能和微觀結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律對豐富和發(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象,取硅粉摻量為0%、4%、8%和12%,首先對不同齡期(3 d、7 d和28 d)的硅粉混凝土進行抗壓強度試驗,然后利用電阻爐對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行高溫處理,取高溫溫度為200℃、400℃、600℃和800℃,恒溫時間為2h,待試塊自然冷卻至室溫后進行立方體抗壓強度試驗、劈裂抗拉強度試驗、吸水率試驗、質(zhì)量損失率試驗、SEM試驗、SHPB試驗和篩分試驗,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度試驗結(jié)果表明,混凝土強度隨著硅粉摻量的增大而出現(xiàn)先增加后減小的趨勢,最佳摻量為8%,在水化早期時,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度也有所增加;(2)不同溫度下硅粉混凝土的拉壓強度試驗結(jié)果表明,將硅粉摻入混凝土會增加混凝土的抗壓強度、劈裂抗拉強度、彈性模量和脆性,高溫后,硅粉混凝土的抗壓強度大于素混凝土且抗壓強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。(3)硅粉混凝土的SEM試驗表明,硅粉的火山灰效應產(chǎn)生的C-S-H凝膠有效地填補了混凝土內(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試驗表明,硅粉混凝土較素混凝土有著更高的動態(tài)強度、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)通過超聲波法對高溫后硅粉的靜動態(tài)抗壓強度進行擬合時,自變量的優(yōu)劣順序為:波幅波速波幅+波速,對抗壓強度損失率進行擬合時自變量的優(yōu)劣順序為:波幅損傷波速損傷+波速波幅+波速波幅+損傷。圖43 表16 參90。
【學位單位】：安徽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TU528
【部分圖文】：