高强混凝土的高温爆裂性能分析.docx
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1、高强混凝土的高温爆裂性能分析 【摘要】由于高强混凝土本身的材料性能,与传统的一般混凝土相比,高强混凝土在遭遇火灾高温时更简单发生猛烈的爆裂现象,所以对高温混凝土高温爆裂性能探讨越来越重要。本文介绍了高强混凝土在高温下对建筑物的影响、高强混凝土的高温力学性能、高强混凝土高温爆裂性能探讨的前景。 【关键词】高强混凝土;高温;爆裂;力学性能前言 近年来,随着建设事业的飞速发展以及城市化进程的不断加快,建筑物越建越高,跨度越伸越大,高强混凝土(High strength concrete,简称HPC)因其具备抗压强度高,耐久性好,渗透性低及变形小等优点,能满意现代工程结构向空间、大跨、地下方向发展的须
2、要,由于其优越的性能在实际工程中已得到越来越广泛的应用,取得了显著的技术经济效益。同时,很多建筑物正向着高强、大跨、高承载力方面发展,高强混凝土成为最有发展的建筑材料之一。但是,在高强混凝土的探讨和工程应用过程中,与传统的一般混凝土相比,高强混凝土在高温环境及遭遇火灾时更简单发生猛烈的爆裂现象,所以对高温混凝土高温爆裂性能探讨越来越重要。 高强混凝土高温爆裂对建筑的影响 高温爆裂是一种灾难性的破坏形式,在受火、急热等高温环境下混凝土表面局部或整体发生剥落破坏的现象,同时常伴有啪洪亮的爆裂声音,爆裂后混凝土表面出现肉眼可辨的明显“凹坑”。爆裂深度深浅不一,较深的爆裂深度可达75mm1。且受热温度
3、越高,混凝土强度等级越高,爆炸发生的几率和猛烈程度越大。并且当遭遇高温或火灾时与一般混凝土相比,高强混凝土更易产生猛烈的爆裂现象。明显,这给高强混凝土结构的火灾平安性带来了极大的危害。 高强混凝土的高温爆裂力学性能 在高层建筑结构、大跨度桥梁结构以及某些特种结构中得到广泛的应用。高强混凝土致密的内部微观结构使其具有高强度和较低的渗透性,以致使其有相对较低变形实力或者说有更高的“脆硬性”。但是高强混凝土这种致密的微观结构在高温的状况下呈现出极其不利性。相关的试验结果表明:高强混凝土在高温环境下,与一般混凝土相比,其力学性能呈现出极大不同:高强混凝土在遭遇快速升温时,极易胀裂甚至爆裂2。 高温下,
4、混凝土构件强度受到极大影响,其中混凝土强度的主要影响因素包括:混凝土强度等级、骨料类型、冷却方式等。并且混凝土强度等级越高,高温后混凝土的强度一般越小,所以高强混凝土在高温后强度的影响较大,其强度降幅探讨如下:高强混凝土在500高温作用下会发生爆裂现象,且随着受火温度的上升,爆裂加剧;随着受火温度的上升,高强混凝土的抗压强度、抗折强度和劈裂拉伸强度渐渐变小;随着受火温度的上升,高强混凝土的微观结构渐渐变差,主要表现为结晶水丢失、水泥水化物发生分解。当受火温度达到800后,其结晶水全部丢失,水泥水化物全部分解,结构变得疏松3。 高强混凝土作为一种新的建筑材料,其抗压强度高、抗变形实力强、密度大、
5、孔隙率低,但是高温下高强混凝土力学性能与一般混凝土进行比较有:高强混凝土由于微观结构更为致密,高温下内部水蒸气的释放较为困难,蒸汽压力超过混凝土的抗拉强度时易产生猛烈的爆裂现象。高强混凝土存在脆性高和耐火性能差的缺点,由于温度梯度、内外约束、水泥浆体同骨料热膨胀的不匹配以及温度敏感性等缘由会引起材料热开裂,导致混凝土爆裂性破坏。高温后高强混凝土的抗压强度较高温时下降的更多,较一般混凝土下降更为猛烈。特殊是在常温至450的范围内,高强混凝土较一般混凝土具有更大的强度损失率。混凝土的刚度随加热温度和暴露时间的增加单调下降,400以前,弹性模量和泊松比下降较少,400以上两者均下降较快,且随温度改变
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