玄武岩纤维混凝土高温损伤的声学特性研究

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发布时间：2021-09-03

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玄武岩纤维混凝土高温损伤的声学特性研究
刘俊良，许金余，董宗戈。，任韦波、
(1．空军工程大学机场建筑工程系，陕西西安710038；2．西北工业大学力学与土木建筑学院，陕西西安710072；
3．空军装备部，北京100081)
摘要：通过超声波检测和抗压强度试验，研究了在温度等级为25、200、400、600、800 oC的加热环境下，玄武岩纤维掺量分别为
0、0．1％、0．2％、O．3％的玄武岩纤维混凝土(BC)试件的损失质量、抗压强度、纵波波速和波形特征的变化规律。结果表明：高温后
BC损失质量增大，掺加玄武岩纤维减小了高温后BC试件的质量损失，增大了抗压强度，改善效果随纤维掺量增大而增强。高温
后BC内部结构受损，穿过BC试件的纵波速减小，波形畸变加剧；不同温度等级下，BC的静态抗压强度与纵波波速具有较好的
正相关性。
关键词：玄武岩纤维混凝土；高温；超声检测
中图分类号：TU528．572 文献标志码：A 文章编号：1002—3550(2016)02—0056—04
Study on the ultrasonic properties of basalt fiber reinforced concrete after elevated temperature
LIU Junliang ，XU Jinyu ，DONG Zongge ，PEN W eibo
(1．Department of Airfield and Building Engineering，Air Force Engineering University，Xi 3n 7 10038，China
2．College of Mechanics and Civil Architecture，Northwest Polytechnic University，Xihn 710072，China；
3．Department of Air Force Equipment，Beijing 100081，China)
Abstract：The change laws of specimen weight，compressive s~ength，longitudinal wave velocity and wave form were studied by ultra—
sonic testing and compressive s~ength testing under various temperatures of 25，200，400，600，800℃ and 0，0．1％，0．2％，0．3％ volu—
metric fractions of basalt fiber．The results indicate that the weJ【ght loss increases with the rising of temperature weight loss decreases and
compressive strength increases with increasing addition of basalt fiber after elevated temperature．Since the damage of basalt fiber rein—
forced concrete(BC)caused by high—temperature exposure，the longitudinal wave velocity decreases and the waveform distort．There is
a positive correlation between longitudinal wave velocity and static compressive strength under different temperatures．
Key WOrds：basalt fiber reinforced concrete；elevated temperature；ultrasonic test
0 引言
纤维增强混凝土由混凝土复掺纤维制得，具有拉、压
强度高，韧性好等优异性能，因此在工程中得到广泛应
用。玄武岩纤维是一种具有优异力学性能，耐高温性、
耐腐蚀性较好的高性能非金属纤维，将其掺入混凝土可制
得玄武岩纤维混凝土(BC)。目前，学者对BC的静、动力
学性能进行了大量研究，而关于BC高温下性能的研
究较少，尤其是针对BC高温后损伤评估的研究还未见报
道。实际应用中，混凝土材料由于火灾、爆炸、武器打击等
因素往往需要承受高温作用，为保证人员及财产安全，对
混凝土高温作用后内部劣化程度做出相应评估很有必要。
混凝土超声检测是混凝土无损检测技术的重要方面，
不少学者对超声波检测技术在混凝土方面的应用进行了
研究。Yim 研究了受火后混凝土声参数变化，并指出超
声波对试件内部损伤的敏感性要强于传统的线性测试方
法，Hassanllo]采用超声波检测技术测量了钢纤维混凝土的
动弹模，取得了较好的效果。由于超声波检测的原理是利
用超声波在混凝土介质中传播时各项声学参数的变化来
确定混凝土内部缺陷的存在、位置、大小和性质，进而对混
凝土的强度、破损度、完整性做出判断，所以超声波检测技
术同样适用于混凝土高温后的损伤探测。
本试验以纤维体积掺量分别为0、0．1％、0．2％、0．3％的
玄武岩纤维混凝土为研究对象，通过超声波检测及抗压强
度试验，研究其在不同温度下声学特性的变化规律及各类
声学参数指标与其内部损伤演化的关系，分析了不同玄武
岩纤维掺量对BC受火损伤的抑制效果，为BC耐高温设
计及火灾后的损伤检测评估提供了一定的科学依据。
1 试验概况
1．1 原材料
基体材料：P·O 42．5R秦岭水泥；韩城第二发电厂生