高性能混凝土爆裂行為

HPC高溫爆裂行為及改善措施目錄

HPC的特點(diǎn)及應(yīng)用1

HPC的爆裂機(jī)理及其影響因素2

HPC爆裂行為的改善措施3

國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀421.HPC的特點(diǎn)及應(yīng)用

HPC的特點(diǎn)1.和易性好2.耐久性好3.力學(xué)性能優(yōu)異易于澆筑、振搗不離折密實(shí)性高、滲透性低早強(qiáng)、高強(qiáng)圖1.帝國(guó)大廈圖2.世貿(mào)大廈耐高溫性能較差密實(shí)性好32.HPC的爆裂機(jī)理及其影響因素2.1高溫下HPC爆裂機(jī)理(1)蒸汽壓機(jī)理HPC密實(shí)的微觀結(jié)構(gòu)阻礙了水蒸氣的膨脹及移動(dòng)。毛細(xì)孔內(nèi)的孔壓力增大升溫過(guò)程中，HPC內(nèi)水分蒸發(fā)并具有移動(dòng)的趨勢(shì)在某一位置孔壓力大于抗拉強(qiáng)度剝落或爆裂42.HPC的爆裂機(jī)理及其影響因素2.1高溫下HPC爆裂機(jī)理(2)熱應(yīng)力機(jī)理

此機(jī)理認(rèn)為,當(dāng)混凝土內(nèi)部產(chǎn)生了兩向或三向的熱應(yīng)力,熱應(yīng)力隨著溫度的升高而增長(zhǎng),在達(dá)到某一值時(shí)單獨(dú)地或與孔壓力一起形成比混凝土自身抗拉強(qiáng)度更高地拉應(yīng)力,從而導(dǎo)致爆裂的發(fā)生。2.2HPC高溫爆裂的影響因素HPC的高溫破壞過(guò)程是由試驗(yàn)條件、材料性能等諸多因素共同作用的結(jié)果。從宏觀上講,含濕量對(duì)HPC發(fā)生爆裂的影響最大,其次就是水灰比、加熱速率和材料的導(dǎo)熱性、熱穩(wěn)定性等物理性能。52.2HPC高溫爆裂的影響因素2.HPC的爆裂機(jī)理及其影響因素含濕量水灰比加熱速率試件尺寸骨料類(lèi)型試件內(nèi)部的含濕量高于臨界含濕量時(shí),HPC試件爆裂的幾率隨含濕量的上升而加大。水灰比越小,混凝土強(qiáng)度越高,內(nèi)部結(jié)構(gòu)越密實(shí),發(fā)生爆裂破壞的趨勢(shì)越大。加熱速率低時(shí),試件內(nèi)外溫度梯度很小,試件內(nèi)不易形成較高的蒸汽壓，有利于防爆。試件越小,不易產(chǎn)生溫度梯度引起熱應(yīng)力。且內(nèi)部水蒸氣逃逸的路徑越短,可減小爆裂高溫下,骨料膨脹,水泥漿收縮引起局部應(yīng)力,則使用導(dǎo)熱率大熱穩(wěn)定性好的骨料較有利。63.HPC爆裂行為的改善措施

文獻(xiàn)表明，目前最為常見(jiàn)和有效的改善方式主要有：摻加纖維（單摻鋼纖維（摻量80kg/m3左右，長(zhǎng)徑比100左右）,單摻聚丙烯纖維（直徑為0.02-0.1mm,摻量0.9kg/m3），復(fù)摻以上兩者）適當(dāng)摻加引氣劑用帶135°彎鉤的箍筋并將箍筋間距加密到正常配筋間距的一倍74.國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

試驗(yàn)人改善措施主要結(jié)論P(yáng)ierreKalifa，DanielQuenar單摻聚丙烯纖維聚丙烯纖維隨著溫度升高而熔化,滲進(jìn)周?chē)炷恋目紫吨?被周?chē)乃嗌皾{部分或全部吸收,所留下的孔道是均勻分布在試件中,為液態(tài)水、水蒸氣和氣體提供了逃逸的途徑,減小了混凝土內(nèi)部應(yīng)力,使爆裂破壞發(fā)生幾率減少。PierreKalifa，GregoireChenPierreKalifa，F(xiàn)raneois-DominiqueMenneteaZiadBayasi,A.M.AlhozaimyCheon-GooHan摻聚丙烯纖維加側(cè)向約束混凝土空白試件發(fā)生了嚴(yán)重的爆裂破壞,摻入聚丙烯纖維后,阻止了爆裂的發(fā)生。摻聚丙烯纖維并且有金屬網(wǎng)約束的試件具有最好的防爆效果朱江等單摻聚丙烯纖維聚丙烯纖維的摻入降低了常溫下及高溫后HPC的抗壓強(qiáng)度,采用相同加熱溫度冷卻后,摻聚丙烯纖維HPC試件的抗壓強(qiáng)度均比未摻聚丙烯纖維試件的抗壓強(qiáng)度低。4.國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

張彥春等摻聚鋼纖維鋼纖維混凝土高溫后各種力學(xué)強(qiáng)度均優(yōu)越于素混凝土的性能Mariade

LurdesB.C.Reis摻聚鋼纖維水膠比為0.29的HPC中,單摻體積摻量為0.8%的鋼纖維,鋼纖維長(zhǎng)30mm,長(zhǎng)徑比60,試件為高146mm,直徑73mm的圓柱體,在最高目標(biāo)溫度700℃的升溫過(guò)程中無(wú)試件發(fā)生爆裂陳兵等摻聚鋼纖維在水膠比為0.25的HPC中單摻體積摻量為0.6%鋼纖維,鋼纖維長(zhǎng)25mm,長(zhǎng)徑比為50,采用邊長(zhǎng)100mm立方體試件,在最高目標(biāo)溫800℃的升溫過(guò)程中,試件發(fā)生爆裂,爆裂時(shí)溫度為大約800℃,此試驗(yàn)表明鋼纖維只是推遲了混凝土在高溫下發(fā)生爆裂破壞的時(shí)間。朋改非摻聚鋼纖維，摻聚丙烯纖維，復(fù)摻。試件為100×100×300mm棱柱體,溫度600℃高溫試驗(yàn),單摻鋼纖維或單摻聚丙烯纖維混凝土和混雜纖維混凝土比,單摻鋼纖維混凝土爆裂發(fā)生的頻率最高。王正友等復(fù)摻積極作用陳兵等聚丙烯纖維和鋼纖維,聚丙烯纖