高強(qiáng)混凝土（砂漿）受火爆裂條件與機(jī)理研究.pdf

1、隨著高強(qiáng)混凝土在建筑上的大量使用,關(guān)于其各種性能的研究也在逐漸開展.由于建筑火災(zāi)發(fā)生頻繁,混凝土在火災(zāi)條件下的性能備受關(guān)注.爆裂現(xiàn)象作為混凝土的一個(gè)破壞形態(tài),它的發(fā)生條件、機(jī)理至今尚未研究透徹.因此亟需大量的試驗(yàn)和理論研究來(lái)充實(shí)人們對(duì)于它的了解.該文從膠砂試件出發(fā),研究了高強(qiáng)膠砂和普通膠砂試件的爆裂現(xiàn)象及部分爆裂規(guī)律,總結(jié)了爆裂程度與各影響因素的關(guān)系.最后深入分析了爆裂的發(fā)生機(jī)理,并建立了數(shù)學(xué)模型來(lái)對(duì)試驗(yàn)現(xiàn)象做出解釋.該文由四個(gè)章節(jié)組成

2、,主要內(nèi)容如下:第一章概括了爆裂現(xiàn)象的由來(lái)、爆裂的危害、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及研究意義和研究方法.指出爆裂作為火災(zāi)時(shí)危害性較大的破壞形式,應(yīng)該深入研究、找出規(guī)律、提出對(duì)策.鑒于國(guó)內(nèi)外尚無(wú)機(jī)理研究的系統(tǒng)方法,該文嘗試從膠砂試件出發(fā),通過(guò)試驗(yàn)、理論分析、模型建立三個(gè)方面進(jìn)行分析.第二章列出了針對(duì)膠砂試件做的一系列試驗(yàn).在自定義爆裂程度的基礎(chǔ)上,找出爆裂程度與溫度、時(shí)間、升溫速度、水灰比、內(nèi)部含水率等的關(guān)系.指出爆裂是個(gè)隨機(jī)性和離散性很強(qiáng)的現(xiàn)象,存

3、在臨界爆裂溫度和爆裂初始時(shí)間.濕含量對(duì)于爆裂是個(gè)非常重要的影響因素.根據(jù)PP纖維試件、硅灰試件和普通試件的對(duì)比,以及PP纖維試件各個(gè)條件下PCK試驗(yàn)結(jié)果,說(shuō)明濕擴(kuò)散性跟爆裂有著密切的關(guān)系,例如硅灰的加入使得試件更易爆裂,而PP纖維的加入可以降低爆裂的程度和幾率.另外,對(duì)于凈漿、膠砂、混凝土三者的爆裂特征進(jìn)行了比較,對(duì)于配筋試件做了一些觀察研究,表明爆裂可能與鋼筋有一定關(guān)系.第三章從混凝土高溫時(shí)物理化學(xué)變化出發(fā),詳細(xì)剖析了內(nèi)部溫度變化,水

4、蒸汽遷移造成的孔壓力,以及孔壓場(chǎng)和溫度場(chǎng)對(duì)蒸汽遷移的耦合作用.指出混凝土的滲透系數(shù)和擴(kuò)散系數(shù)對(duì)于孔壓有著重要影響.分析了"類飽和層(面)"的形成及變化過(guò)程.最后在分析以往機(jī)理理論的基礎(chǔ)上,給出了爆裂的機(jī)理模型及圖示.第四章簡(jiǎn)單介紹了國(guó)內(nèi)外對(duì)于有關(guān)爆裂及其機(jī)理的數(shù)學(xué)模型的研究現(xiàn)狀,嘗試了在給定溫度制度下混凝土內(nèi)部溫度場(chǎng)和氣壓場(chǎng)的計(jì)算,并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了分析.根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)試驗(yàn)現(xiàn)象做出了合理的解釋.最后給出了爆裂面積率在ISO834升溫制度

5、下與部分材料參數(shù)關(guān)系的預(yù)測(cè)公式,并與試驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行了對(duì)比.第五章給出了全文的重要結(jié)論.該文通過(guò)相當(dāng)數(shù)量的試驗(yàn),一定程度上總結(jié)了膠砂試件的爆裂規(guī)律及影響因素.對(duì)于進(jìn)一步研究混凝土的爆裂提供了有益的借鑒和參考,由于膠砂試件可以基本反映出混凝土的爆裂特性,而且可以剔除骨料的影響,使得分析更加接近爆裂的真正機(jī)理.試驗(yàn)采用燃油爐,升溫曲線貼近ISO834制度,比普遍采用的電爐更能說(shuō)明火災(zāi)下混凝土材料的真實(shí)變化.文中依據(jù)流體動(dòng)力學(xué)、滲流力學(xué)、傳熱學(xué)、