温度循环作用后混凝土力学性能试验研究及破坏机理分析

发布时间：2020-10-09 23:15

　　混凝土作为目前使用最广泛的的工程材料,无论是民用建筑、交通设施、工业结构还是国防工程,在混凝土结构的使用过程中都会受到温度的作用。已有研究表明:当最高温度为200℃左右时,混凝土力学性能受到的影响较小。然而,混凝土烟囱、核反应堆安全壳、高温设备的支撑结构等工业或特种结构在其全生命周期服役过程中,往往会遭受多次(高周)温度循环作用。因此,多次升降温循环后混凝土的力学性能直接影响到该类混凝土结构的全生命周期安全服役。本文主要以该类特殊环境下的混凝土结构为研究对象,研究温度循环作用下,混凝土长期性能的演化规律。主要研究内容包括:1、开展了常温~200℃和常温~150℃的多次(1~50次)温度循环作用后的高强混凝土和普通混凝土棱柱体试验,记录了其表观裂纹和孔隙的发展,获得了不同升降温循环次数作用后混凝土的单轴受压应力-应变全曲线,研究了升降温循环次数对混凝土力学性能(强度、刚度、变形和裂缝等)的影响。2、研究了水泥净浆、水泥砂浆在不同次数温度循环作用后其表观特征和内部微观结构的发展过程;同时测得了其抗折强度随温度循环次数的变化规律。本文研究了混凝土作为三相材料,在受到温度循环作用时,其各组分的宏观和微观的性能变化,初步探究了混凝土材料随着温度循环次数增多,其性能逐步退化的机理。3、通过数值模拟的方法,分别建立了模型化混凝土以及多骨料模型。模拟了混凝土试件在单轴受压情况下、以及升降温循环作用后单轴受压的力学性能及破坏模式。分析了混凝土作为三相复合材料受到温度循环作用时在细观尺度上其性能退化的过程和机理,以及温度循环作用对混凝土试件破坏模式的影响。本文通过试验和数值模拟两方面研究,探索了温度循环作用下混凝土性能退化的机理,为该类工况的混凝土结构提供了设计参考依据。
【学位单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU528
【部分图文】：

应力-应变曲线,冰霜,绪论,长期性能

第一章绪论境温度的影响主要集中在对混凝土长期性能的影响上，比如各种混凝温和冰霜的洗礼，一方面要考虑冻融循环的影响，另一方面得考虑温反复作用下混凝土的疲劳性能。有研究表明，随着温室效应逐渐明显增多，环境温度升高，混凝土结构的碳化效应更加显著，耐久性会3）高温

试验材料,骨料

2.1.1 材料组成及配合比混凝土棱柱体试件的组成材料如下：1、标号 42.5R 普通硅酸盐水泥，主要技术指标见表 2-1。2、粗骨料：试验 A 与实验 B 中所用骨料不同，试验 A 中采用大粒径骨料，骨料强度高，主要成分为碳酸钙，粒径 10-20mm，浇筑时的含水率约为 0.5%；试验 B 中粗骨料采用的是小粒径的花岗岩骨料，骨料强度较低，主要成分为 SiO2，粒径小于 10mm，浇筑时含水率约为 0.5%。3、细骨料：普通石英砂，主要成分为 SiO2，浇筑时的含水率约为 2%。4、高性能减水剂。其中水泥的技术指标见表 2-1，试验 A 与试验 B 中的细骨料相同，粗骨料不同，如图 2-1。

示意图,混凝土试件,循环曲线,示意图

图 2-2 混凝土试件升降温循环示意图Fig 2-2 Sketch of experimental thermal cycles图 2-3 试验温度循环曲线图 2-4 试验用ig 2-3 Thermal cycles of experiments Fig 2-4 Muffle fu

【参考文献】