地质聚合物混凝土的高温损伤特性研究

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发布时间：2021-09-10

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地质聚合物混凝土的高温损伤特性研究
朱靖塞。许金余1l2。罗鑫
(1．空军工程大学工程学院机场建筑工程系，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)
摘要：制备了地质聚合物混凝土，对经高温处理后的地质聚合物混凝土开展了准静态力学试验和超声波检测试验，分析了不同
温度、不同冷却方式下地质聚合物混凝土的损伤特性。结果表明：地质聚合物混凝土的抗压强度随温度的升高而不断下降，600℃是
抗压强度随温度变化曲线的拐点；随着温度的升高，损伤因子不断增大，性能逐渐劣化；冷却方式对高温后地质聚合物混凝土的损伤
特性具有较大影响，相比于自然冷却方式而言，浇水冷却后试件的抗压强度降低地更为明显，声学损伤劣化加剧。由此可见，地质聚
合物混凝土的损伤随温度的升高而越加严重，而且，相比于自然冷却方式而言，浇水冷却后试件的损伤劣化加剧。
关键词：地质聚合物混凝土；准静态试验；超声波检测；高温损伤特性
中图分类号： TU528．01 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2014)08—0008—03
High temperature damage characteristics of geopolymeric concrete
ZHUJingsai ，XUJinyu1,2 LUOXin
(1．Department ofAirfieldandBuildingEngineering，AirForceEngineeringUniversityEngineeringCollege，Xi’an 710038，China；
2．College ofMechanics and Civil Architecture，Northwest Polytechnic University，Xi’an 710072，China)
Abstract： The geopolymeric concrete was prepared．The ultrasonic testing and quasi—static compressive test of geopolymefic after ele—
vated temperature were carried out，the damage characteristics of geopolymeric under various temperatures and diferent cooling methods
were analyzed．The results indicated that compressive strength decreased with the rising oftemperature，and 600~C was the flex point ofthe
changing curve between compressive strength and temperature；With the rising of temperature，damage factor increased and performance
degrades gradually；Th e influence caused by the cooling methods on damage characteristics of geopolymeric after elevated temperature
was obvious，moreover，compared with natural cooling，the decline ofcompressive strength of specimens cooled by spraying water were
moreobvious，an dthedamageincreased，Thusitcanbe seen，thedamage ofgeopolymericincreasedwith therising oftemperature，andthe
dam age cooled by spraying water were more obvious than that cooled by natural cooling．
Key words： geopolymeric concrete；quasi-static compressive test；ultrasonic testing；high temperature damage characteristics
0 引言
地质聚合物混凝土(geopolymeric concrete，GC)是一
种新型无机胶凝复合材料，凭借其在力学性能、固化重金
属离子、耐久性等方面的独特优势【 -2]以及符合生态理念而
引发了国际上研究的热潮。随着GC应用领域的不断拓
展，工程环境也越来越复杂多变，而且由于火灾、爆炸等突
发状况，因此有必要对经高温作用后的GC的各方面特性
进行研究，以指导工程实践。国内外学者对高温下及高温后
GC的物质组成、质量损失等方面特性展开了相关研究[3-61，
但对损伤特性的探讨少见，亟待相关研究以利于全面把握
GC的高温性能。
本研究以水淬高炉矿渣、粉煤灰和硅灰为原材料，氢
氧化钠、碳酸钠和水为碱激发剂，砂石为骨料，制备了地质
聚合物混凝土(Geopolymeric Concrete，GC)，开展了准静
收稿日期：2014-02-20
基金项目：国家自然科学基金资助项目(51078350，51208507)
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态力学试验和超声波检测试验，主要研究了不同加热温度、
不同冷却方式下GC的力学特性和声学特性的变化规律，
并由此也深入分析了GC的高温损伤特性。
1 试验
1．1 试件制备
原材料：韩城龙门钢铁有限公司生产的水淬高炉矿
渣(比表面积491．6 m2／kg，28 d活性指数≥95％)；韩城第
二发电厂生产的I级粉煤灰；西安霖源生产的硅灰，含量
95．0％；泾阳县石灰岩碎石(5～10 mm，15％；10-20 mm，
85％)；灞河中砂(细度模数2．8)；氢氧化钠片状固体(分
析纯，含量≥99．0％)；碳酸钠粉状固体(分析纯，含量≥
99．8％)；自来水。
试件：按照“裹砂石法”搅拌制度的技术要求，依次
将GC的原材料装入搅拌机中，均匀混合后装入圆柱体