碳化高温后混凝土力学性能及微观结构试验研究

发布时间：2020-08-22 02:25

【摘要】：碳化造成的混凝土碱度降低是钢筋锈蚀的重要前提。近些年来,频繁发生的火灾已成为造成混凝土结构破坏主要因素之一。常年处于CO_2环境下的混凝土结构发生火灾之后,需要评估其剩余力学性能,因此研究碳化高温后混凝土的力学性能具有重要的意义。对混凝土试件先进行快速碳化试验,再进行高温试验,研究碳化高温后混凝土质量损失率、抗压强度、抗折强度变化规律,结果表明,质量损失率随温度的升高而增大。抗压强度随温度的升高总体呈降低趋势,在400℃达到峰值。抗折强度随着温度的升高总体呈降低的趋势,随着碳化龄期的增大先减小后升高,碳化对600℃~800℃下的混凝土抗折强度影响较小。通过XRD物相分析和TG-DSC的综合热分析法研究了碳化高温后混凝土氢氧化钙、碳酸钙含量变化规律,结果表明,温度升高至800℃时,氢氧化钙已被完全分解;各碳化龄期的混凝土存在明显的碳酸钙吸热峰;氢氧化钙的分解温度为420℃,碳酸钙的分解温度为710℃;在200℃前质量损失是由于自由水大量蒸发;400℃~600℃时质量损失是由于氢氧化钙脱水分解;600℃~800℃质量损失是由于碳酸钙脱水分解。采用压汞测孔方法分析了碳化高温后混凝土孔隙结构特征、孔径分布演化规律,结果表明,总孔体积、平均孔径、总孔隙率、最可几孔径随温度升高而而明显增加,总孔体积、平均孔径、总孔隙率随碳化龄期增长而而明显减小;无害孔、多害孔和有害孔孔隙率随着碳化龄期的增加呈现先增大后减小的趋势,而少害孔孔隙率随碳化龄期的增加呈现减小的趋势。采用灰熵法分析孔结构参数与碳化高温后混凝土抗压强度、抗折强度、质量损失率的关联度大小,并通过灰熵分析得出的孔参数、基于热力学关系的分形维数,与抗压强度建立数学模型,建立孔参数、分形维数与抗压强度的数学模型,结果表明,对抗压强度、抗折强度影响、质量损失率的最大因素分别为无害孔、总孔面积、孔隙率,多因素抗压强度数学模型与试验结果吻合良好,可准确地用于描述抗压强度与孔隙结构参数之间的定量关系。通过数字图像相关技术测试碳化高温后混凝土抗折试件全场的水平位移和水平应变,分析裂缝扩展特性,结果表明,各混凝土抗折弯曲破坏过程分为三个阶段:微裂缝扩散阶段、宏观裂缝开裂阶段、宏观裂缝扩散阶段;裂缝高度随荷载的增加而增大,裂缝高度相同时,碳化28天、20℃的荷载分别达到最大,表明高碳化龄期可阻止裂缝扩展,高温加速裂缝扩展。
【学位授予单位】：内蒙古工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU528
【图文】：

烘干箱Fig.2-1DryingBaker

碳化箱

CO2气瓶Fig.2-2CarbideBoxFig.2-3CO2Cylinder

【参考文献】

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本文编号：2800145