高温作用后再生保温混凝土力学性能研究

发布时间：2017-03-21 22:05

  本文关键词：高温作用后再生保温混凝土力学性能研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：再生保温混凝土解决了建筑资源再生及建筑节能两大问题,为我国建筑业可持续发展提供了一条切实可行的途径。再生保温混凝土不仅具有良好的保温隔热性能,同时具有良好的力学性能,可以满足结构承载的要求。本文基于再生保温混凝土已有研究成果,进一步开展高温作用后再生保温混凝土力学性能的研究,揭示不同再生骨料取代率的再生保温混凝土高温后力学性能劣化规律,提出高温作用后再生保温混凝土基本力学性能的计算方法建议,为再生保温混凝土结构抗火设计提供理论依据。本文内容主要包括以下方面:1.基于高温试验研究了再生保温混凝土表观及质量损失随温度变化规律。随着温度的升高,不同再生骨料取代率的再生保温混凝土表观及质量损失呈现类似的变化规律。试件表观颜色变化顺序为,青灰色→棕灰色→灰白色→白色泛红。温度为300-400°C时,试件表面有少量细裂缝产生,裂缝数量逐渐增加;温度为500-600°C时,试件表面出现较多裂缝;温度为700-800°C时,试件表面出现大量宽裂缝。随着温度的升高,再生保温混凝土质量损失率逐渐增大;再生骨料取代率较高的再生保温混凝土,其高温后质量损失率也相应增大。2.对再生保温混凝土高温爆裂性能进行初步探究,研究不同含水率、升温速度及试件尺寸对再生保温混凝土爆裂性能影响。试验结果表明:再生保温混凝土爆裂临界含水率为1.76%-2.22%,再生保温混凝土高温爆裂机理主要归因于蒸汽压及热应力两者耦合作用。3.对高温后不同再生骨料取代率的再生保温混凝土基本力学性能展开研究,得到不同温度作用后再生保温混凝土的抗压强度、抗拉强度及弹性模量,考察了再生骨料取代率对上述基本力学性能指标的影响。研究结果表明,随着温度的升高,再生保温混凝土抗压强度先增大后降低,再生保温混凝土抗拉强度先突然降低,随后急剧升高,最后再次快速降低,再生保温混凝土弹性模量随着温度的升高不断降低。再生骨料取代率对高温后再生保温混凝土相对抗压强度、相对弹性模量并无明显影响,但对高温后再生保温混凝土相对抗拉强度影响较为显著,再生骨料取代率越高,高温后再生保温混凝土相对抗拉强度越小。基于回归分析,建立了再生保温混凝土抗压强度、抗拉强度、弹性模量随温度变化计算公式。4.对高温后再生保温混凝土的单轴受压应力-应变曲线关系展开研究。研究结果表明,随着温度的升高,再生保温混凝土受压应力-应变曲线逐渐趋于扁平,峰值点右移和下移,峰值应变及极限应变均不断增大。随着再生骨料取代率的增加,高温后再生保温混凝土应力-应变曲线下降段逐渐陡峭,混凝土延性变差。基于试验数据,拟合出不同再生骨料取代率的再生保温混凝土高温后峰值应变、极限应变、应变-应变曲线方程随温度变化公式。
【关键词】：再生保温混凝土 高温 力学性能 应力-应变关系
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU528
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 绪论12-22
• 1.1 火灾的危害12-13
• 1.2 国内外结构抗火研究13-16
• 1.2.1 国外结构抗火研究13-15
• 1.2.2 国内结构抗火研究15-16
• 1.3 课题国内外研究现状16-20
• 1.3.1 再生保温混凝土研究现状16-18
• 1.3.2 再生混凝土高温性能研究现状18-19
• 1.3.3 玻化微珠保温混凝土高温性能研究现状19-20
• 1.4 课题研究主要内容20-22
• 第二章 混凝土常温及高温性能22-36
• 2.1 再生保温混凝土热工及力学性能22-24
• 2.1.1 导热系数及抗压强度22-23
• 2.1.2 抗拉强度及弹性模量23-24
• 2.1.3 受压应力-应变曲线24
• 2.2 高温下和高温后普通混凝土热工及力学性能24-32
• 2.2.1 导热系数24-25
• 2.2.2 比热及质量密度25-26
• 2.2.3 热膨胀系数26-27
• 2.2.4 抗压强度27-28
• 2.2.5 抗拉强度28-29
• 2.2.6 弹性模量29-30
• 2.2.7 泊松比30
• 2.2.8 受压应力-应变曲线30-32
• 2.3 高温后玻化微珠保温混凝土热工及力学性能32-34
• 2.3.1 导热系数32
• 2.3.2 抗压强度及抗拉强度32-33
• 2.3.3 弹性模量33
• 2.3.4 受压应力-应变曲线33-34
• 2.4 本章小结34-36
• 第三章 再生保温混凝土高温试验36-54
• 3.1 引言36
• 3.2 试件设计36-42
• 3.2.1 试验原材料36-40
• 3.2.2 试验配合比40
• 3.2.3 试验设计及制作40-42
• 3.3 高温试验方法42-45
• 3.3.1 试验设备及升温制度42-44
• 3.3.2 RATIC的升温曲线44-45
• 3.4 试验现象45-48
• 3.4.1 高温下试件的试验现象45
• 3.4.2 高温后试件表面特征45-47
• 3.4.3 高温后试件质量损失率47-48
• 3.5 RATIC高温爆裂性能研究48-53
• 3.5.1 爆裂性能评价指标48-49
• 3.5.2 爆裂性能影响因素49-51
• 3.5.3 RATIC高温爆裂机理51-53
• 3.6 本章小结53-54
• 第四章 高温后再生保温混凝土基本力学性能54-76
• 4.1 引言54
• 4.2 高温后RATIC立方体抗压强度54-60
• 4.2.1 立方体抗压强度试验54-55
• 4.2.2 立方体受压破坏形态55-57
• 4.2.3 高温后立方体抗压强度试验结果分析57-60
• 4.3 高温后RATIC轴心抗压强度60-62
• 4.3.1 轴心抗压强度试验60-61
• 4.3.2 高温后轴心抗压强度试验结果分析61-62
• 4.4 高温后RATIC劈裂抗拉强度62-70
• 4.4.1 劈裂抗拉强度试验62-63
• 4.4.2 劈裂抗拉破坏形态63
• 4.4.3 高温后劈裂抗拉强度试验结果分析63-70
• 4.5 高温后RATIC弹性模量70-73
• 4.5.1 弹性模量试验70-72
• 4.5.2 高温后弹性模量试验结果分析72-73
• 4.6 本章小结73-76
• 第五章 高温后再生保温混凝土单轴受压应力-应变关系76-94
• 5.1 引言76
• 5.2 RATIC应力-应变关系测试试验76-79
• 5.2.1 试验设备76-77
• 5.2.2 数据采集77-78
• 5.2.3 试验过程78-79
• 5.3 试件受压破坏形态79-81
• 5.4 试件受压应力-应变曲线81-84
• 5.5 峰值应变84-86
• 5.6 极限应变86-88
• 5.7 高温后RATIC单轴受压应力-应变曲线方程88-93
• 5.7.1 混凝土单轴受压过程分析88-89
• 5.7.2 混凝土受压应力-应变曲线几何特点89
• 5.7.3 混凝土受压应力-应变曲线函数选取89-91
• 5.7.4 RATIC受压应力-应变曲线方程91-93
• 5.8 本章小结93-94
• 第六章 结论与展望94-96
• 6.1 结论94-95
• 6.2 展望95-96
• 参考文献96-106
• 致谢106-108
• 攻读硕士期间发表的学术论文108

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