高強混凝土受火損傷及其綜合評價研究.pdf

1、火災發(fā)生后，建筑物的材料性能嚴重劣化，結(jié)構(gòu)性能大大削弱，導致結(jié)構(gòu)不同程度的損傷和承載力的下降?；馂陌l(fā)生后如何科學正確地評估混凝土建筑物的承載能力，盡快采取合理的修復加固措施是建筑業(yè)必須解決的問題?；炷恋母邚娀谑澜绺鲊岩鹜聊窘ㄖc材料工程界的高度重視，近年來取得了較大的進展。但高強混凝土有時會呈現(xiàn)比普通混凝土更差的性能，尤其是高溫性能劣化嚴重。因此有必要深入研究火災中混凝土性能的衰減規(guī)律，科學地診斷火災后結(jié)構(gòu)的受損程度，確定其殘余

2、承載力和合理地加以修復加固，同時延長建筑結(jié)構(gòu)坍塌的時間，將火災造成的損失降低到最少。 本文在研究高強混凝土高溫后性能的基礎上，提出了對混凝土高溫后損傷進行綜合評定的方法，為混凝土結(jié)構(gòu)火災損傷的診斷評估與修復加固提供科學依據(jù)。 本文主要研究內(nèi)容和成果如下： 1．高強混凝土高溫后強度的變化通過模擬火災試驗，研究分析了溫度、升溫制度、強度等級、含水率、外摻料、骨料種類、PP纖維、試件尺寸等因素對高強混凝土經(jīng)受高溫后的抗

3、壓強度的影響，并從微觀角度進行了分析。探討了高強混凝土經(jīng)受高溫后抗折強度、劈裂抗拉強度的變化規(guī)律，另外，還研究了上述因素對高強混凝土高溫后的超聲波傳播速度的影響，并建立了高溫后高強混凝土的相對抗壓強度與溫度的關系、相對超聲速度與溫度的關系、相對超聲波傳播速度與相對抗壓強度之間的關系，分別見式(2.1)、式(2.4)和式(2.14)。這對于受火后混凝士的現(xiàn)場檢測有重要應用價值。 2．高強混凝土高溫后抗?jié)B透性能的研究在國內(nèi)外率先全面

4、深入研究了HSC高溫后滲透性能的變化，分別探討了HSC高溫后的氯離子滲透系數(shù)、濕遷移滲透系數(shù)、空氣滲透系數(shù)，吸水率、質(zhì)量損失與碳化的變化規(guī)律，并研究了溫度、強度等級、骨料種類、外摻料及PP纖維等對HSC高溫后滲透性能的影響。對通過高溫后再養(yǎng)護手段來改善HSC高溫后抗?jié)B透性能進行了詳細的試驗研究與機理分析，給出了三種滲透系數(shù)的相互關系。研究表明，HSC受火后抗?jié)B性衰減大于普通強度混凝土；PP纖維可抑制爆裂，但受火后抗?jié)B性損失很大。

5、 3．高強混凝士高溫爆裂的濕熱耦合數(shù)學模型從混凝士內(nèi)部溫度變化，水蒸汽遷移造成孔壓力，以及孔壓力場和溫度場對蒸汽遷移的耦合作用，分析了內(nèi)部濕熱傳遞的現(xiàn)象。指出混凝土的滲透系數(shù)或擴散系數(shù)對于孔壓有著重要影響。分析了“類飽和面”的形成及變化過程。在分析以往有關爆裂機理的理論的基礎上，提出了爆裂機理的物理模型，建立了相應的數(shù)學表達，通過解析后，其結(jié)果與試驗結(jié)果基本吻合，驗證了模型的正確性。在參考、分析國內(nèi)外有關爆裂及其機理的數(shù)學模型的基礎上，

6、在給定溫度制度下進行了混凝土內(nèi)部溫度場和氣壓場的計算，并對計算結(jié)果進行了驗證、分析與應用。 4．高強混凝土高溫后損傷的綜合評判基于模糊數(shù)學的理論，研究了混凝十受高溫后損傷的綜合評價方法，在同時考慮混凝土高溫后的外觀損失、抗壓強度損失與滲透性損失的基礎上，對混凝土高溫后的損傷進行了合理評價。參考環(huán)境評價方法，提出了混凝土高溫損傷綜合評價的過程：單項因子的評價賦→確定評價岡子的權(quán)重→綜合計算，建立的綜合評價計算模型科學合理，簡單易行