溫度對高性能混凝土熱力學(xué)性能影響的研究1

1、溫度對高性能混凝土熱力學(xué)性能影響的研究摘要摘要：高性能混凝土熱力學(xué)性能對評價混凝土結(jié)構(gòu)的抗火反應(yīng)至關(guān)重要。這篇文章展現(xiàn)了溫度對不同類型高性能混凝土熱力學(xué)性能的影響。分別研究了HSC（高強(qiáng)混凝土）SSC（自密實混凝土）FAC（粉煤灰混凝土）三種混凝土在0800攝氏度下的比熱容、熱導(dǎo)率和熱膨脹系數(shù)。同時也研究了鋼纖維，聚丙烯纖維以及它們混合物對HSC和SCC的影響。實驗結(jié)構(gòu)表明在0800攝氏度之間，與FAC和HSC相比，SCC具有更高的比熱

2、容，熱導(dǎo)率和熱膨脹系數(shù)。利用實驗數(shù)據(jù)得出了不同熱力學(xué)性能的溫度函數(shù)。所得的熱力學(xué)性能關(guān)系的數(shù)據(jù)可以用來評估混凝土結(jié)構(gòu)在火災(zāi)下的反應(yīng)。關(guān)鍵詞鍵詞：熱力學(xué)性能自密實混凝土高強(qiáng)混凝土纖維混凝土熱膨脹系數(shù)簡介簡介混凝土由于有較好的防火性能，而在首先考慮防火安全的建筑物和其他建筑設(shè)施中有著廣泛的應(yīng)用。在過去的幾十年中，混凝土技術(shù)有了重大研究和發(fā)展，并由此產(chǎn)生了高性能混凝土。高性能混凝土包括高強(qiáng)混凝土，自密實混凝土，粉煤灰混凝土和纖維混凝土，他們都

3、有驕傲高的強(qiáng)度，耐久性而且經(jīng)濟(jì)，所以得到了廣泛的應(yīng)用。在建筑物中使用高性能混凝土要考慮他們的防火性能。但是，一些最近的研究結(jié)果表明新型混凝土如高強(qiáng)混凝土并不能提供和普通混凝土相同的抗火性能。評價建筑結(jié)構(gòu)的防火性能需要了解建筑材料的高溫性能。對于混凝土來說，進(jìn)行防火性能分析需要的性能分析是熱學(xué)，力學(xué)，破壞，和一些特殊性能如火災(zāi)一起的脫落。熱學(xué)性能包括熱導(dǎo)率，比熱容，熱膨脹系數(shù)以及質(zhì)量損失。破壞性能如裂縫，力學(xué)性能如強(qiáng)度、破壞、和彈性模數(shù)，

4、都對結(jié)構(gòu)的防火性能有很大的影響。除此之外，在一定荷載作用下由火災(zāi)引起的脫落，能夠改變混凝土結(jié)構(gòu)的防火反應(yīng)。這些所有的性能隨溫度的改變而改變，同時受配合比，骨料類型，有無纖維和化學(xué)摻加劑的影響。最近的一些研究結(jié)果表明，由HSC和SCC組成的結(jié)構(gòu)的防火性能較低，這是由于HSC和SCC的熱力學(xué)性能的不同。這同時也表明HSC和SCC可以通過摻入鋼纖維和聚丙烯纖維來提高其抗火性能。然而，對于纖維是如何提高抗火脫落的研究很少。要想了解其作用機(jī)制需要

5、知道混凝土高溫性能。雖然對于NSC的高溫性能有許多的數(shù)據(jù)可查，但是對于新型混凝土如HSCSCCFRC和FAC卻沒有數(shù)據(jù)可查。這份研究的主要目的是評估高性能混凝土的熱力學(xué)性能，包括HSCSCC和FAC的熱導(dǎo)率，比熱容和熱膨脹系數(shù)，同時也對纖維對性能的影響有所研究。熱導(dǎo)率和比熱容的測量范圍是20800攝氏度，熱膨脹系數(shù)的測量范圍是201000攝氏度。利用實驗數(shù)據(jù)得出了簡單的熱力學(xué)性能的溫度函數(shù)。研究意義研究意義火災(zāi)下溫度在混凝土結(jié)構(gòu)中的發(fā)展

6、很大程度上取決于建筑材料的熱力學(xué)性能，也就是混凝土和鋼筋。當(dāng)前，卻少有新型混凝土如HSC，SSC和FAC的熱力學(xué)性能的數(shù)據(jù)。這篇文章給出了熱導(dǎo)率和比熱容在20800攝氏度以及熱膨脹系數(shù)在201000攝氏度的實驗數(shù)據(jù)。這些實驗數(shù)據(jù)得出了熱力學(xué)性能與溫度的函數(shù)關(guān)系，這些函數(shù)關(guān)系可以用來計算溫度模型和鋼筋混凝土火災(zāi)下的反應(yīng)。混凝土的熱力學(xué)性能混凝土的熱力學(xué)性能在眾多的建筑材料中，混凝土有較高的耐火性能。然而，一些最近的研究表明熱膨脹系數(shù)是等壓

7、(p一定)條件下，單位溫度變化所導(dǎo)致的體積變化。由溫度升高引起的熱應(yīng)力導(dǎo)致了熱膨脹系數(shù)的線性變化?；炷恋臒崤蛎浵禂?shù)主要影響因素是水泥類型，含水量，骨料類型，溫度和混凝土的齡期。混凝土的熱膨脹系數(shù)還受其他因素的影響，如含水量變化引起的附加體積的變化，化學(xué)反應(yīng)（水化反應(yīng)，成分變化），有溫度變化引起的溫度應(yīng)力引起的裂縫。在某些情況下，由于加熱或溫度升高引起的水分的減少會導(dǎo)致熱收縮，并且這可能導(dǎo)致整體的體積減少，也就是說收縮大于膨脹。圖3顯示