超高強(qiáng)石渣混凝土的研發(fā)、力學(xué)性能與抗火特性研究.pdf

1、以活性粉末混凝土為代表的超高強(qiáng)混凝土由于具有質(zhì)量比強(qiáng)度大、能源資源消耗少、全壽命周期的建筑成本低等優(yōu)點(diǎn)，具有極為廣闊的應(yīng)用前景，是近幾年研究的熱點(diǎn)之一。但由于活性粉末混凝土所用的原材料稀缺、價(jià)格昂貴，制備工藝復(fù)雜，限制了其在工程實(shí)際中的應(yīng)用。在福建省自然科學(xué)基金計(jì)劃資助項(xiàng)目(2011J01327、2007J0163)和福建省莆田市科技計(jì)劃項(xiàng)目(2007G26)的資助下，本文采用試驗(yàn)手段、試驗(yàn)成果分析與理論分析相結(jié)合的方法，為推廣應(yīng)用活性

2、粉末混凝土解決一些關(guān)鍵的技術(shù)難題。本文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　 (1)通過超高強(qiáng)石渣混凝土配制方法研究得出結(jié)論:
　　 以石渣替代河砂，利用普通的成型工藝，以低至350 kg/m3的水泥消耗量完全可以制備抗壓強(qiáng)度高達(dá)137.3MPa的超高強(qiáng)混凝土。在試驗(yàn)參數(shù)范圍內(nèi)，超高強(qiáng)石渣混凝土的單位質(zhì)量水泥貢獻(xiàn)的質(zhì)強(qiáng)比約為普通混凝土的4.17倍，約為高強(qiáng)混凝土的2.49倍，活性粉末混凝土的2.02倍。
　　 以較少水泥

3、消耗量配制的超高強(qiáng)石渣混凝土和聚丙烯纖維超高強(qiáng)石渣混凝土自收縮量小，將它們填充至鋼管內(nèi)可妥善解決鋼管與核心混凝土界面間過早脫離的技術(shù)難題。
　　 (2)通過超高強(qiáng)石渣混凝土的抗火性能試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，素超高強(qiáng)石渣混凝土、鋼纖維超高強(qiáng)石渣混凝土的抗爆裂性能較差，爆裂溫度約為400℃;在超高強(qiáng)石渣混凝土中摻入聚丙烯纖維可顯著地改善其抗爆裂性能;高溫后超高強(qiáng)石渣混凝土的抗壓強(qiáng)度的變化規(guī)律有其自身的特點(diǎn):當(dāng)經(jīng)受低于360℃的高溫后，素超高強(qiáng)

4、石渣混凝土的抗壓強(qiáng)度隨溫度的上升而增大，經(jīng)受360℃高溫后抗壓強(qiáng)度達(dá)到常溫時(shí)的1.47倍;聚丙烯纖維超高強(qiáng)石渣混凝土經(jīng)受低于400℃的高溫后，其抗壓強(qiáng)度隨溫度的升高而略有提高，經(jīng)受400℃高溫后抗壓強(qiáng)度為常溫時(shí)的1.07倍，經(jīng)受高于400℃的高溫后抗壓強(qiáng)度便隨溫度的升高而降低;最后分析了高溫后超高強(qiáng)石渣混凝土的抗壓強(qiáng)度隨溫度變化的機(jī)理。
　　 (3)通過14根鋼管超高強(qiáng)石渣混凝土短柱和19根鋼管聚丙烯纖維超高強(qiáng)石渣混凝土短柱的軸

5、心抗壓試驗(yàn)研究得出結(jié)論，在試驗(yàn)參數(shù)范圍內(nèi)，試件的套箍指標(biāo)和混凝土強(qiáng)度是影響其靜力特性的主要因素;試件受壓時(shí)的荷載-平均應(yīng)變曲線基本上都可以分為四個(gè)階段，即彈性變形階段、彈塑性變形階段、承載力下降階段和承載力回升階段，套箍指標(biāo)較小時(shí)，彈塑性段較短，下降段陡峭，承載力下降幅度較大;套箍指標(biāo)較大時(shí)，彈塑性上升段和承載力下降變形曲線較平緩，承載力下降幅度較小;所有試件的破壞形態(tài)都呈剪切型的破壞特征，都具有較高的殘余承載力和良好的延性;最后，分別

6、推薦了經(jīng)回歸分析得到與試驗(yàn)結(jié)果比較吻合的短柱軸心受壓承載力的計(jì)算公式。
　　 (4)提出預(yù)制鋼管超高強(qiáng)石渣混凝土疊合柱這種新型的結(jié)構(gòu)型式，并以核心混凝土類型、含鋼管率、長徑比等為試驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行了11根試件的軸心受壓試驗(yàn)，研究結(jié)果表明，疊合柱具有較大的后期承載力和良好的延性性能，其極限應(yīng)變是鋼筋混凝土柱的極限應(yīng)變的1.86～8.29倍，具有比鋼筋混凝土柱優(yōu)越的的軸壓性能。最后推薦了預(yù)制鋼管超高強(qiáng)石渣混凝土疊合柱短柱的極限承載力計(jì)算公