摘要:虽然混凝土是一种不可燃的材料,他被发现,当暴露在高温,如火灾,混凝土的物理、化学和力学性能可以被显著改变。因此,为了评估和预测火灾后钢筋混凝土(RC)建筑和结构的反应,评估相对高温下混凝土性能就变得很重要了。本文评估升高的温度和水泥用量对混凝土力学性能的影响。在这个研究中有两个混凝土设计比,在试验中研究水泥用量(250和350 kg/m3)对火灾后混凝土反应的影响。测试的样品先被暴露在从100摄氏度升到八百摄氏度的温度中,然后使其慢慢冷却到被测试破坏前的室温20摄氏度。然后进行几个测试来确定冷却的混凝土试件的力学性能。实验结果表明,相比没有加热的混凝土,温度高过四百摄氏度,混凝土强度损失明显。此外,这种强度的损失是不受添加剂的影响的。实验的结果也同当前欧洲标准(BS EN1992-1-2:2004标准)及美国混凝土学会(ACI216.1)标准进行了比较。
毕业论文关键字:混凝土 水泥用量 温度
1、介绍
火灾高温对钢筋混凝土结构是一个最具破坏性的影响环境。虽然混凝土是一种不可燃材料,但一旦暴露在高温下,其物理、化学和力学性能都会发生改变【1】。事实上,自从二十世纪中期以来就开始研究高温对混凝土力学性能的影响【2-5】,并且直到现在仍在进行。对技术文献的研究发现,可分为两大类:材料测试和单元测试。材料测试的结果为温度对混凝土的力学性能(如混凝土的压缩和拉伸强度、弹性模量等)的影响提供了信息。然而,单元测试测试的结果被用于评估钢筋混凝土结构元件(如梁、柱、板)的耐火性能。这些研究的结果为混凝土结构防火设计的规则、规范、方针的发展提供了大量数据。例如,成立于ACI216.1【6】的方法是基于从1958年到2005年对火的研究,是迄今为止北美最常用的典型设计。源'自^751],论`文'网]www.751com.cn
当进行加热时,混凝土的反应不仅仅是瞬时的物理变化,如膨胀或开裂,还发生着多种化学变化【7】。由于在混凝土配合比中水泥净浆只有24%到43%,混凝土的性能随温度的变化也与使用的骨料种类有很大关系。因此,预测混凝土火灾后的反应是一个复杂的现象,因为构成材料对高温的反应是多种多样的。添加剂如硅灰和飞灰对在升高温度下的混凝土的力学性能的影响也被评估【9-11】这些添加剂的普通混凝土相比能提高性能。
高温下混凝土强度的损失可以归因于水泥净浆和骨料的热不兼容,加热过程中由于水的蒸发在建筑物内部产生压力,同时,在水泥净浆和骨料中发生化学变化。实验研究还表明,当温度升高时,热的表面层有从较冷的内部层分离剥落的趋势。除了水泥净浆和骨料有附着物损失,混凝土的开裂和剥落也被观察到【12-17】。被认为影响混凝土严重性剥落的主要因素是:抗压强度、水分含量、密度、加热速率以及试样的形状和尺寸【18】。火灾时的剥落对混凝土结构非常关键,因为他把更深层的混凝土暴露在火温下,从而提高了对内层结构构件和加固层的热传递效率。此外,暴露在高温下混凝土结构的颜色也有变化,并且这种变化被发现取决于所处的温度。
石料的类型也被发现对混凝土的防火性能有重要影响【19】。一种较低的混凝土强度损失被发现与不包含二氧化硅的骨料相关,如石灰石,硅石,基本火成岩,碾碎的砖,高炉板坯的骨料制成的混凝土。另一方面,白云石质石灰岩被发现有益于提高混凝土的防火性能,因为煅烧过程中吸收热量,密度较低的“煅烧”材料提供了更好的绝缘效果【19】。