高温后纤维混凝土力学性能

1、高温后纤维混凝土力学性能 研究了平凡混凝土、聚丙烯纤维混凝、钢纤维混凝土及混杂纤维混凝土高温后的抗压强度、抗折强度及力学性能残余率的变化逻辑。结果表明，混凝土的力学性能随着温度的上升而渐渐降低;温度小于400时，聚丙烯纤维混凝土力学性能有所改善，温度大于400时，改善作用不显然;800时，钢纤维混凝土力学性能残余率都较高;混杂纤维混凝土抗压强度改善作用最显著，残余率最高。 我国城市化水平的快速提高，带动建造业的飞快进展。房屋密集程度加大，高层超高层建造越来越多，人口居住密度不断增大，建造物发生火灾的概率显然加大。建造物一旦发生了火灾，将给人民群众的生命财产和平安造成巨大的损失1，2。据统计，现

2、阶段我国每年发生的火灾中，建造火灾占火灾总数的一半以上，直接经济损失占火灾总损失的80%以上3。混凝土以其取材便利、制备容易、适应性强等特点，被作为结构的主导材料大量应用于土建工程中，并且还将会长期占领土木工程领域的主导地位。 1原材料及实验方法 11原材料 江西海螺PO425平凡硅酸盐水泥;江西德安碎石，520mm继续级配;赣江中砂，细度模数27，含泥量08%。聚丙烯纤维由长沙博赛特建造工程材料有限公司供应，性能参数如表1所示：钢纤维来自浙江博恩金属制品有限公司，性能参数如表2所示。 12实验方法 抗压强度试件采用100mm×100mm×100mm模具成型，抗折强度试件采

3、用100mm×100mm×400mm模具成型。1d后脱模，在标准养护室中养护至28d龄期举行相应测试。高温炉升温速度为10/min，分离上升至200、400、600和800，保持3h以保证试件内外温度全都，加热结束后自然冷却，7d后举行力学性能测试。 13混凝土协作比 以强度等级为C40混凝土为研究对象，研究其高温后力学性能的变化。协作比如表3所示，其中纤维量根据体积掺量掺入。 2结果与争论 21纤维混凝土高温后抗压强度变化 平凡混凝土及纤维混凝土在20、200、400、600和800后抗压强度值及抗压强度残余率如图1、图2所示。如图1所示，平凡混凝土及纤维混凝土抗压强度值

4、都随着温度的上升而降低，在相同温度条件下，各组混凝土抗压强度值的大小都展现如下逻辑:平凡混凝土聚丙烯纤维混凝土混杂纤维混凝土钢纤维混凝土。如图2所示，平凡混凝土及纤维混凝土抗压强度残余率都随着温度的上升而降低，在相同温度条件下，各组混凝土抗压强度残余率变化逻辑与强度值变化逻辑有所不同:平凡混凝土聚丙烯纤维混凝土钢纤维混凝土混杂纤维混凝土。这说明纤维混凝土较平凡混凝土具有更高的耐高温性能。不同温度条件下，各组混凝土受温度影响也不尽相同。 22纤维混凝土高温后抗折强度变化 平凡混凝土及纤维混凝土在20、200、400、600和800后抗折强度值及抗压强度残余率如图3、图4所示。如图3所示，各组混凝

5、土抗折强度值都随着温度的上升而降低，在相同温度条件下，各组混凝土抗折强度值的大小与抗压强度具有相同逻辑，不同的是，钢纤维混凝土和混杂纤维混凝土的抗折强度显然高于平凡混凝土和聚丙烯纤维混凝土。如图4所示，各组混凝土抗折强度残余率都随着温度的上升而降低;200、400和600条件下，各组混凝土抗折强度残余率逻辑相同:混杂纤维混凝土钢纤维混凝土平凡混凝土聚丙烯纤维混凝土，温度为800时为:平凡混凝土聚丙烯纤维混凝土混杂纤维混凝土钢纤维混凝土。钢纤维混凝土和混杂纤维混凝土的抗折强度在各个温度条件下都显然大于平凡混凝土及聚丙烯纤维混凝土;聚丙烯纤维的掺入使得混凝土抗折强度略有增长，但不显然;钢纤维和混杂

6、纤维显著增强了混凝土的抗折强度。 23机理分析 混凝土及纤维混凝土在高温后力学性能发生显然变化，究其缘由主要分为以下两方面:一是混凝土自身缘由，另一个是不同种类纤维的理化性能不同。200时，自由水和物理结合水逸出，Aft发生分解，水化产物有所削减，水泥浆的热膨胀，会导致骨料水泥浆体界面处原始裂纹的进展，从而导致混凝土强度衰减9，。400左右时，水泥浆体中的水化硅酸钙和水化铝酸钙开头脱水，同时大量水蒸气的外逸冲刷和挤胀作用，又扩大了裂纹和孔隙，使水泥浆体中孔隙平均尺寸和微裂纹快速增大，混凝土力学性能进一步降低。500时，水泥石中的氢氧化钙晶体受热分解，引起吸热反应，孔隙含量急剧增强10;硅质骨料

7、中的二氧化硅晶体发生相而体积膨胀，骨料体积的增强使得骨料与水泥浆体之间的裂缝增大。 600时，孔隙水彻低失去，混凝土宏观破坏开头，因而其力学性能大幅下降，在600700之间CSH凝胶分解11。800时石灰岩骨料膨胀、开裂，并产生二氧化碳气体，混凝土强度进一步降低。聚丙烯纤维熔点较低(168)，在高温下熔解而失去作用，但因其液态体积远小于固态所占空间，于是形成众多小孔隙，并因为聚丙烯纤维凝聚的匀称性及纤维细小且量又多，使得混凝土内部孔结构发生了变化，孔隙的连通性加强，为混凝土内部水分的分解蒸发供应了通道，从而缓解了因为水分膨胀所形成的分压，使内部压力大大降低，从而降低了水蒸气的冲刷和挤胀作用，降低裂纹的扩展12。 3结论 (1)混凝土及纤维混凝土的抗压强度、抗折强度及其残余率都随着温度的上升而降低。(2)纤维的掺入对混凝土高温力学性能具有改善作用，聚丙