高温作用后混凝土动态压缩力学性能的试验研究

资料大小：350KB
资料类型：.PDF
资料等级：
发布时间：2021-09-15

资料介绍

高温作用后混凝土动态压缩力学性能的试验研究
刘健’，许金余1I2，李志武’，白二雷，高志刚
(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：采用咖100mm分离式霍普金森压杆(splitHopkinsonpressurebar，简称s B)试验装置，分别对常温和经历200、400、600、800℃
高温作用后的混凝土进行了冲击压缩试验，分析了高温和应变率对混凝土动态压缩力学性能的影响，并对其关系进行了拟合。结果表明：
经历不同温度作用后的混凝土动态抗压强度、峰值应变以及比能量吸收都表现出较强的应变率效应。高温对混凝土动态力学性能影响显
著，400℃是混凝土各项力学指标发生转折的温度：动态抗压强度、比能量吸收在400℃时回升至与常温接近，在400℃后又迅速下降；峰
值应变在400℃以后增加明显，并随着应变率的提高而迅速增加。混凝土经400℃以上高温作用后，虽然强度损失严重，但在冲击荷载作
用下，尤其是在较高应变率下，仍表现出良好的抗冲击韧性。
关键词：混凝土；高温后；动态压缩力学性能；分离式霍普金森压杆(SHPB)；应变率效应；韧性
中图分类号： TU528．01 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2012)04—0011-04
Experimental study on dynam ic com pressive mechanical properties of concrete after high temperature exposure
LIUJ／an ，XUJin-yu1,2，LIZhi—wU ，BAdEr-lei ，GA0Zhi-gang
(1．The Engineering Institute，Air Force Engineering University，Xi’an 710038，China；
2．Department ofCivil Engineering，Northwestem Polytechnical University，Xi’all 710072，China)
Abstract： A 100 mill diameter split Hopkinson pressure bar (SHPB)apparatus was adopted to investigate the behavior of concrete at room
temperature and after exposureto 200，400，600 and 800℃ underimpact compressiveloading．The efects ofhightemperature and strain rate Oil
dynamic compressive mechanics properties were analyzed，and the relations between them were fitted．Results show that，the dynam ic compressive
strength，peak strain and specific energy absorption ofconcrete at diferent temperature show strong strain rate efects．The efects ofhigh temperature
on dynam ic mechan ical properties ofconcrete are significant．The critical temperature when the changes acquire dram atic character is 400℃ ：
the dyn amic compressive strength an d specific energy absorption rise back at 400℃ ．an d then drop rapidly after 400℃ ；peak strain ofconcrete in
creases evidently after 400℃．and increases rapidly with rise in average strain rate at the sam e time．Though the loss in strength ofconcrete after ex—
posuretothetemperatureabove400℃ is severe，it still showsaniceanti-impacttoughnessunderimpactloading，especiallyathigher strainrate．
Key words： concrete；after exposure to high temperature；dynamic compressive mechanical property；split hopkinson pressure bar(SHPB)：
strain rate efects；toughness
0 引言
虽然混凝土本身不是可燃性材料，但其在高温环境中将发
生一系列复杂的物理和化学变化，导致其性能劣化而最终影响
到建筑结构的安全。国内外围绕混凝土经高温作用后在微观组
成上的改变、宏观力学性能的变化以及如何改善混凝土的高温
力学性能等方面做了大量的研究工作 ]。目前，关于混凝土高
温力学性能的研究还多以静力研究为主，动力研究较少，而在
实际的建筑物火灾事故中，由于建筑物部分构件在高温作用下
的坍塌撞击产生的连锁反应将对整个建筑物产生破坏，进而影
响到人员营救和消防人员的安全。另外，在战争中，对于过火后
的军事工程，要评估其承受二次打击的能力，则必须了解混凝
土高温后的冲击力学特性。因此对于混凝土的高温后的动态力
学性能进行研究具有重要意义。
混凝土本身是属于组分复杂又存在原始缺陷的复合材料，
收稿日期：2011-10—12
基金项目：陕西省自然科学基金(2010JQ601I)
而高温作用将加剧混凝土的损伤，因此为测试混凝土的力学性
能，必须采用较大尺寸的试件。本试验采用目前国内直径最大的
~bl00 mm的分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar，
简称SHPB)试验装置测试了常温和经历200、400、600、800℃高
温作用后的混凝土动态压缩力学性能。
1 试验
1．1 原材料及配合比
水泥：P·O 42．5R级水泥，陕西耀县水泥厂生产；粉煤灰：
韩城第二发电厂的II级粉煤灰；硅灰：霖源微硅灰有限公司生产。
骨料：灞河中砂，细度模数为2．8；泾阳县石灰岩碎石(5～10 nllTl，
15％；10~20 mm，85％)。外加剂：广州建宝新型建材有限公司生
产的FDN高效减水剂。
基体强度设计为C50，具体配合比如表1，测得28 d标准
立方体平均抗压强度为6O．45 MPa，达到设计要求。