高温下高强混凝土孔隙压力试验研究
发布时间：2017-06-01 19:03
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【摘要】：高强混凝土在火灾中易发生爆裂,这种高温爆裂是一种瞬时发生的破坏现象,对建筑结构的承载能力会造成重大影响。本文对高强混凝土高温爆裂的几种成因和机理做了分析,并针对孔隙蒸汽压机理设计了试验,测量了在高温作用下混凝土内部微孔结构的孔隙压力变化规律及温度场随时间的变化规律,分析了孔隙蒸汽压力对混凝土高温爆裂的影响,具体内容如下:1、总结了混凝土高温爆裂机理的研究现状,分析了几种关于混凝土高温爆裂常用的试验方法,以此为参照,设计了试验目标及试验方法。2、设计了在高温下混凝土中孔隙蒸汽压力测试装置,测量了高强混凝土试块、聚丙烯纤维混凝土试块、钢纤维混凝土试块及橡胶混凝土试块在高温作用下的孔隙压力及试块内部温度场随加热时间变化的规律,根据试验数据分析了混凝土高温爆裂机理——孔隙蒸汽压力机理的作用原理,并分析了在高强混凝土中添加纤维对高温爆裂的改善作用。3、用有限元法模拟了在高温下混凝土试块内部的温度场变化,参照试验数据分析了温度场对高温爆裂孔隙蒸汽压力机理的影响;用代表性体积元法建立了薄壁球形孔模型,模拟了球形孔中的孔隙压力的数学模型,用数学方法对由孔隙压力引起的爆裂做了解释。
【关键词】：高强混凝土 纤维混凝土 高温爆裂 孔隙蒸汽压力 温度场
【学位授予单位】：河南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU528
【目录】：
- 摘要4-5
- Abstract5-8
- 第一章 绪论8-15
- 1.1 引言8-9
- 1.2 国内外研究现状9-13
- 1.2.1 混凝土高温爆裂及其机理9-11
- 1.2.2 混凝土高温爆裂孔隙蒸汽压力机理11-12
- 1.2.3 混凝土高温爆裂的影响因素和抑制措施12
- 1.2.4 混凝土高温爆裂的数值模拟12-13
- 1.3 存在的问题13-14
- 1.4 本文主要研究内容14-15
- 第二章 混凝土高温爆裂试验方法15-22
- 2.1 引言15
- 2.2 混凝土孔隙压力的试验方法简介15-21
- 2.2.1 单面触火时混凝土内部孔隙压力的测量15-17
- 2.2.2 纤维混凝土单面触火时的内部孔隙压力测量17-19
- 2.2.3 高温下活性粉末混凝土孔隙结构与孔隙压力变化的研究19-21
- 2.3 本章小结21-22
- 第三章 高温下高强混凝土孔隙压力试验22-44
- 3.1 引言22
- 3.2 试验设计22-30
- 3.2.1 试验试块的制作22-25
- 3.2.2 试验装置25-27
- 3.2.3 试块与试验装置的安装27-28
- 3.2.4 试验升温方式28
- 3.2.5 试验误差控制28-30
- 3.3 试验过程30-31
- 3.4 试验结果与分析31-43
- 3.4.1 高强混凝土31-37
- 3.4.2 橡胶混凝土和纤维混凝土37-40
- 3.4.3 混凝土试块与纤维混凝土试块的对比40-43
- 3.5 本章小结43-44
- 第四章 高温下混凝土温度场模拟及孔隙压力的数学模型44-55
- 4.1 引言44
- 4.2 温度场模拟44-49
- 4.2.1 混凝土的热工性能44-45
- 4.2.2 基本步骤45-46
- 4.2.3 计算结果分析46-49
- 4.3 孔隙压力的数学模型49-54
- 4.3.1 代表性体积元49-50
- 4.3.2 Hansen球形孔模型50
- 4.3.3 薄壁球模型50-54
- 4.4 本章小结54-55
- 第五章 总结与展望55-57
- 5.1 引言55
- 5.2 结论55-56
- 5.3 展望56-57
- 参考文献57-62
- 致谢62-63
- 个人简历63
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本文编号：413254
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