掺聚丙烯纤维高性能混凝土高温后的抗压性能

收稿日期:2003209222;修订日期:2003212222基金项目:国家自然科学基金资助项目(50108011)作者简介:肖建庄(19682),男,山东人,同济大学教授,博士.

文章编号:100729629(2004)0320281205

掺聚丙烯纤维高性能混凝土高温后的抗压性能

肖建庄,　王　平

(同济大学建筑工程系,上海200092)

摘要:设计了79块掺有聚丙烯纤维的C50,C80和C100高性能混凝土立方体试块,在经历了20～900℃的温度后,得出了外掺聚丙烯纤维高性能混凝土高温后的质量损失率和

残余抗压强度,以及未发现高温爆裂的结论.分别针对试块尺寸、强度等级和经历温度等因素,研究了聚丙烯纤维高性能混凝土的高温抗压性能,通过统计回归分析,得出了可供工程设计和事故鉴定用的抗高温设计曲线.

关键词:高性能混凝土;聚丙烯纤维;高温;抗压强度中图分类号:TU528.572 文献标识码:A

Study on Compressive Behavior of HPC with PP Fiber

at Elevated T emperature

X IA O Jian 2z huang ,　W A N G Pi ng

(Department of Building Engineering ,Tongji University ,Shanghai 200092,China )

Abstract :79cube specimens were designed and fabricated with C50,C80and C100high performance concrete (HPC )reinforced with polypropylene (PP )fiber.After these cube specimens were heated in an electric stove ,with series temperature ranging from 20to 900℃,respectively ,the relationship be 2tween the mass loss and exposure temperature was investigated.Then the heated and cooled specimens were tested under monotonous compressive loading ,the degradation of the residual compressive strength was studied.Concerning the effects of the cube dimension ,strength grade and different ele 2vated temperatures ,the compressive behavior of HPC with PP fiber is comparatively discussed.Final 2ly ,a fire 2resistance design curve between residual compressive strength and exposure temperature is es 2tablished according to the statistic analysis of test data.

K ey w ords :high performance concrete ;polypropylene fiber ;elevated temperature ;compressive strength

高性能混凝土以其优异的强度、耐久性和施工工作性能,正成为21世纪的主要建筑材料之一.而其众多的组分和密实的结构也使它的高温力学性能更难预测,甚至有高温低性能的趋势.Phan 等[1]在对比了CEB Bulletin D ’Information No.208(CEB 1991)和CEN ENV (1993,1994)的推荐设计曲线以及近10年来国外有关高性能混凝土的相关试验结果后指出,现有规范对混凝土高温抗压强度和弹性模量的设计建议较适合于普通混凝土,用于高强混凝土则不太合适,特别是在300℃以下的高温中及300℃以上的高温后的抗压强度推荐值对高强混凝土是偏于不安全的.在国内,已有

第7卷第3期2004年9月

建　筑　材　料　学　报

JOURNAL OF BU ILDIN G MA TERIAL S

Vol.7,No.3

Sep.,2004

的混凝土高温力学性能研究结果也多集中于普通混凝土和高强混凝土[2,3],而针对高性能混凝土的研究很少,针对掺聚丙烯纤维高性能混凝土[4]的研究就更少了.

为了推广应用高性能混凝土,笔者针对国内常用的C50,C80和C100外掺聚丙烯纤维高性能混凝土的高温后抗压强度进行了试验研究.

1　试块设计

1.1　混凝土组分及配合比

水泥:上海水泥厂生产的海螺牌42.5R普通硅酸盐水泥;磨细矿渣:上海水泥厂生产的象牌S90级磨细高性能矿渣复合掺合料;硅灰:北京埃肯材料公司产品;细骨料:中砂;粗骨料:C100采用5～15mm粒径钙质(荆红石灰岩)连续级配碎石,C50和C80采用5～20mm粒径硅质碎石;高效减水剂:上海花王化学有限公司生产的萘系“迈地-100”;聚丙烯纤维:上海东华大学生产的用拉丝工艺制作的聚丙烯单丝纤维,纤维长度15mm,直径45μm,熔融温度165℃;拌合水:自来水.

C50,C80和C100高性能混凝土的配合比如表1所示.混凝土的搅拌采用100L卧式强制式搅拌机.搅拌工艺为:先投入水泥、矿渣或硅灰等胶凝材料,搅拌均匀后加入聚丙烯纤维并延长搅拌时间至5min,再加入拌合水强制搅拌2min,最后加入碎石和减水剂搅拌3～5min.实测混凝土的坍落度为220～280mm.

表1　高性能混凝土的配合比

T able1　Mix proportion of concrete

Grade

Mix proportion/kg

Cement

Blast

furnace

slag

Silica

fume

Water Sand

Siliceous

crushed

stone

(5～20mm)

Calcareous

crushed

stone

(5～15mm)

FDN

PP

fiber

C502612611786841023 5.2 1.8 C803242161626881030 4.86～7.54 1.8 C1005406015066011507.8 1.8

1.2　混凝土试块编号

所设计的混凝土立方体试块尺寸及数量等见表2所示.

表2　试块设计一览表

T able2　Description of test specimens

No.

Exposure

temperature

/℃

Numbers of specimen

100mm×100mm×100mm

C50C80C100

150mm×150mm×150mm

C80

1201322

21001322

32001322

43001322

54001322

65001322

76001322

87001322

98001322

10900322

282 建　筑　材　料　学　报第7卷　

2　高温试验

2.1　试验过程

试块浇注1d 后拆模并覆上保鲜薄膜,在室内养护28d 后取出晾干,1～2月后进行高温试验.试块按预定温度和混凝土强度等级分批放入由上海科成工业炉设备厂生产的DRX 236型燃烧炉内.将试块分上下两层置于托架上,高温前后分别称量各批次试块的质量.2.2　升降温机制

本试验模拟ISO —834标准升温曲线,但由于电炉功率所限,最高升温速率为23～24℃/min ,略低于标准的升温速率.至预定最高温度且恒温3～4h 后,打开炉门使试块随炉冷却至室温.各设计温度批次炉膛的升降温过程详见图1.2.3　

高温试验现象

高温试验前后各批次混凝土的质量损失对比见图2,其中C80和C100的数据为按其设计数量实测后所取的平均值.从图中可见,质量损失明显分为3个阶段:100℃

以下损失很少,说明高性能混凝土在水化、干燥后的自由水含量相对较少,密实度较高;100～400℃间损失最快,这阶段除毛细水和胶凝水的损失之外,300℃以上水化硫铝酸钙等水化物的结晶水也开始逐渐失去.相对于400℃以前,400℃以后损失放缓.C100级硅灰高性能混凝土在800℃以上损失再次加剧,这主要

是钙质骨料分解并释放CO 2,以及试件表面混凝土局部剥落所致.

分析图2可以发现,300℃时3种等级混凝土的质量损失率都达0.04左右;300℃以上各强度等级混凝土的质量损失无明显规律,此时材料的等级和高温化学反应可能控制了质量变化.400℃时C50和C80级矿渣混凝土,C100级硅灰混凝土的质量损失率分别为0.008,0.057,0.044.按各点数据拟合的公式如式(1)所示

Δm/m 0=0.0001t -0.002 (R =0.93)(1)式中,t 为混凝土经历的最高温度;Δm/m 0为混凝土的质量损失率.

图1　炉膛升降温曲线

Fig.1　Temperature 2time curve of the furnace

图2　高性能混凝土经高温后的质量损失

Fig.2　Mass losing of HPC after high temperature

高温后不同等级的混凝土表面呈现出不同的颜色,主要是由于它们生成了不同颜色的矿物所致.按颜色的不同可以把混凝土受热温度分成3个区间:常温～300℃,此时颜色变化不大,矿渣高

性能混凝土为青灰色,硅灰高性能混凝土为灰黑色;400～600℃,此时矿渣高性能混凝土为灰褐色,硅灰高性能混凝土为青灰色;600℃以上,此时矿渣高性能混凝土为棕红色,硅灰高性能混凝土为粉灰色.

3种等级的高性能混凝土在高温试验中均未发生爆裂现象,这主要是由于聚丙烯纤维在高温下熔化,并在致密的高性能混凝土内部产生了大量的毛细孔,降低了因水气迁移引起的蒸汽压力,从而减缓了高温爆裂的发生.

3

82　第3期肖建庄等:掺聚丙烯纤维高性能混凝土高温后的抗压性能

3　抗压强度试验结果与分析

3.1　残余抗压强度

高温后高性能混凝土立方体(100mm ×100mm ×100mm )抗压强度的试验在YE 22000型液

压万能试验机上完成,操作按照《普通混凝土性能试验方法》(G BJ 81—85)进行.所得到的高温后C50,C80和C100的残余立方体抗压强度相对值(与20℃下的强度之比值)试验结果示于图3.与质

量损失试验相同,图中C80和C100的立方体抗压强度为平均值.从图3可以看出:高温后残余强

度相对值与温度的关系对于不同等级的混凝土呈现出不同的特征:C50级矿渣混凝土在100℃左右变化不大,200℃时有1个波谷,300℃时略有回升,300℃后近似直线下降;C80级矿渣混凝土在100℃左右略有提高,200℃时无降低现象,300℃时高于常温下强度,300℃后逐渐下降;C100级硅灰混凝土在200～300℃有1个波谷,400℃时略有回升,400℃后则直线下降.

经对比后可以发现,在掺加聚丙烯纤维的条件下,掺磨细矿渣的高性能混凝土总体上要优于掺硅灰的高性能混凝土,且其耐高温性能随强度等级的提高而改善,只是在400℃时C100级硅灰混凝土要优于矿渣混凝土.由此可以推定,磨细矿渣对提高混凝土的高温后残余抗压强度有一定贡献,而硅灰对于400℃以后的高性能混凝土的抗压强度有不利影响.3.2　

试块尺寸对高温后抗压强度的影响

为了对比尺寸效应,将边长为100mm 和150mm 2种尺寸的C80立方体试块在高温后的残余抗压强度(f cu ,150,f

cu ,100)随所经历最高温度变化的关系示于图4.同时图中也绘出了边长为100mm 的试块强度0.90倍的相应数值0.90f cu ,100.由图可见,不同尺寸的试块,高温后残余抗压强度随温度变化的规律基本一致.但边长为150mm 的试块强度普遍低于边长为100mm 的试块强度.对此,除传统意义上的尺寸效应影响以外,升降温过程中的内外温差影响起主导作用.

图3　不同强度等级混凝土的残余抗压强度相对值

Fig.3　C omparis on of relative residual compressive strength

of cube specimens with different strength grades

图4　不同尺寸的混凝土立方体抗压强度对比

Fig.4　Comparison of residual compressive strength of

cubic concrete specimens with different sizes

3.3　高性能混凝土抗高温设计曲线

高性能混凝土高温后残余立方体抗压强度的试验结果与拟合曲线如图5所示,拟合式为

f t cu /f 20cu =0.002(t/100)3-0.04(t/100)2+0.0011(t/100)+0.9638　(R =0.97)

(2)

鉴于高温后混凝土的残余立方体抗压强度在400℃上下呈现的规律不同,本文以400℃为界,提出如式(3)所示的简化计算公式,同时将该简化后的抗高温设计曲线也示于图5中.

f t cu /f 20

cu =1.0-(20-t )/31500

t ≤400℃

f t

cu /

f 20cu

=0.88-(t -400)/714400℃

(3)

简化后的抗高温设计曲线与国外普通混凝土高温后残余抗压强度推荐曲线(SA 表示硅质骨料,CA 表示钙质骨料)的对比见图6.可以发现,在掺加聚丙烯纤维之后,高性能混凝土具有十分

482 建　筑　材　料　学　报第7卷　

图5　

高性能混凝土高温后残余抗压强度与温度的关系

Fig.5　Regression of the test results of HPC

图6　和国外推荐曲线的对比

Fig.6　Comparison with suggested curves from overseas

优异的高温后抗压强度,采用普通混凝土的设计曲线仍有足够的安全储备.这一特点对严酷环境下,确保高性能混凝土的抗火性能具有十分重要的工程指导意义.

从抗压强度来说,聚丙烯纤维在较高温度下熔融后,形成了新的通道来释放蒸汽压,避免了抗压强度的过分损失甚至爆裂,因此在300℃以内聚丙烯纤维对各等级混凝土都有一定的抵抗温度应力及阻裂增强作用,这是以前的研究未发现的.可能的原因是由于掺聚丙烯纤维后,为了保证坍落度而增加的减水剂以及延长的搅拌时间,使得混凝土封闭孔隙总体积增加,且聚丙烯纤维本身的热传导率较混凝土低,它的掺入必然会导致混凝土导热率下降,减少高温损伤;另外,聚丙烯纤维在软化前仍有阻裂和抗温度应力作用.这对提高混凝土高温后的抗压性能均是有利的.

4　结论与建议

1.高性能混凝土高温后的质量损失按温度区段可以分为3个阶段:100℃以下损失很少;100

～400℃间损失最快;400℃以上损失放缓,但对硅灰高性能混凝土,800℃以上其质量损失再次加剧.一般情况下,可以用本文建议的公式(1)计算.

2.高温后,掺加聚丙烯纤维的高性能混凝土抗压强度从100mm ×100mm ×100mm 转换到150mm ×150mm ×150mm 的尺寸效应系数,建议取为0.90.

3.在掺加聚丙烯纤维的条件下,矿渣高性能混凝土的抗压强度损失要小于经历同样高温后的

硅灰高性能混凝土的抗压强度损失.

4.在本文的试验条件下,掺加聚丙烯纤维高性能混凝土的抗压强度损失接近甚至小于经历同样高温后的普通混凝土的抗压强度损失.

5.掺聚丙烯纤维的高性能混凝土,其高温后的残余抗压强度大致以400℃为界,400℃之前,

温度对其损伤较小,400℃之后,温度对其损伤加剧.可用本文提出的简化抗高温设计曲线,即公式(3)进行计算.

6.不同聚丙烯纤维掺量对高性能混凝土抗火性能的影响,值得进一步研究.

致谢:同济大学混凝土材料研究国家重点实验室张雄教授和杜红秀博士为本文的试验工作提供了试验设备,特此致谢.参考文献:

[1]　PHAN L T ,CARINO N J.Review of mechanical properties of HSC at elevated temperature[J ].Journal of Material in Civil Engi 2

neering ,1998,10(1):58264.

[2]　肖建庄,李　杰,孙振平.高性能混凝土结构抗火研究最新进展[J ].工业建筑,2001,31(6):53256.

[3]　肖建庄,王　平,朱伯龙.我国钢筋混凝土材料抗火性能研究回顾与分析[J ].建筑材料学报,2003,6(2):1822189.[4]　朱　江.聚丙烯纤维与高强高性能混凝土[J ].混凝土,2000,(5):49251.

5

82　第3期肖建庄等:掺聚丙烯纤维高性能混凝土高温后的抗压性能

耐热钢性能和耐腐蚀指标

耐热钢性能和耐腐蚀指标 在高温下具有较高的强度和良好的化学稳定性的合金钢。它包括抗氧化钢(或称高温不起皮钢)和热强钢两类。抗氧化钢一般要求较好的化学稳定性，但承受的载荷较低。热强钢则要求较高的高温强度和相应的抗氧化性。耐热钢常用于制造锅炉、汽轮机、动力、机械、工业炉和航空、石油化工等工业部门中在高温下工作的零部件。这些部件除要求高温强度和抗高温氧化腐蚀外，根据用途不同还要求有足够的韧性、良好的可加工性和焊接性，以及一定的组织稳定性。此外，还发展出一些新的低铬镍抗氧化钢种。 耐热钢基本信息 简介： 耐热钢（heat-resisting steels) 在高温条件下，具有抗氧化性和足够的高温强度以及良好的耐热性能的钢称作耐热钢。 类别： 耐热钢按其性能可分为抗氧化钢和热强钢两类。抗氧化钢又简称不起皮钢。热强钢是指在高温下具有良好的抗氧化性能并具有较高的高温强度的钢。 耐热钢按其正火组织可分为奥氏体耐热钢、马氏体耐热钢、铁素体耐热钢及珠光体耐热钢等。

用途 耐热钢常用于制造锅炉、汽轮机、动力机械、工业炉和航空、石油化工等工业部门中在高温下工作的零部件。这些部件除要求高温强度和抗高温氧化腐蚀外，根据用途不同还要求有足够的韧性、良好的可加工性和焊接性，以及一定的组织稳定性。 中国自1952年开始生产耐热钢。以后研制出一些新型的低合金热强钢，从而使珠光体热强钢的工作温度提高到600～620℃；此外，还发展出一些新的低铬镍抗氧化钢种。耐热钢和不锈耐酸 在使用范围上互有交叉，一些不锈钢兼具耐热钢特性，既可用作为不锈耐酸钢，也可作为耐热钢使用。合金元素的作用铬、铝、硅这些铁素体形成的元素，在高温下能促使金属表面生成致密的 氧化膜，防止继续氧化，是提高钢的抗氧化性和抗高温气体腐的主要元素。但铝和硅含量过高会使室温塑性和热塑性严重恶化。铬能显著提高低合金钢的再结晶温度，含量为2％时，强化效果最好。 镍、锰可以形成和稳定奥氏体。镍能提高奥氏体钢的高温强度和改善抗渗碳性。锰虽然可以代镍形成奥氏体，但损害了耐热钢的抗氧化性。钒、钛、铌是强碳化物形成元素，能形成细小弥散的碳化物，提高钢的高温强度。钛、铌与碳结合还可防止奥氏体钢在高温下或焊后产生晶间腐蚀。碳、氮可扩大和稳定奥氏体，从而提高耐热钢的高温强度。钢中含铬、锰较多时，可显著提高氮的溶解度，并可利用氮合金化以代替价格较贵的镍。硼、稀均为耐热钢中的微量元素。硼溶入固溶体中使晶体点阵发生畸变，晶界上的硼又能阻止元素扩散和晶

浅议钢筋混凝土结构的耐火性能

浅议钢筋混凝土结构的耐火性能 建筑科学SCIENOE&TECHNOLOGY皿圆 浅议钢筋混凝土结构的耐火性能① 郭亮 (广东省揭阳市公安消防支队广东揭阳522031) 摘要:建筑构件在火灾高温的作用下,内力产生剧烈的重分布,结构发生变形,使得构件的力学性能降低,从而导致整个结构的承裁能力 和安全性能受到影响,甚至可能会引起建筑物的破坏或饲塌.文章通过分析钢筋混凝土结构的热性能和在火灾高温环境中的行为,总结 钢筋混凝土结构在火灾高温环境下承裁能力和结构的安全性受到的影响,探讨提高钢筋混凝土结构耐火性能的设计方法. 关键词:钢筋混凝土结构耐火 中图分类号:TU528文献标识码:A文章编号:1672-3791(2011)O8(a)--O069--02 近年来,社会经济的高速增长推动了 城市建设快速发展,建筑物呈现高层化,功 能复杂化的发展趋势,建筑火灾发生的频 率不断增加,规模不断扩大.建筑物中,钢 筋混凝土结构的建筑物占的比例最高.相 比其他结构形式的建筑物,钢筋混凝土结 构的建筑物耐高温性能好,在火灾作用下, 结构稳定性高.但是,火灾的高温仍对钢筋 凝土结构的承载能力产生较大影响,火灾 的高温作用会导致结构受到破坏,甚至建 筑物倒塌_l1.2003年衡阳"11.3"火灾足以说 明问题.笔者就钢筋混凝土结构的耐火性 能和火灾对钢筋混凝土结构的危害谈点初 浅的分析,供参考.

1钢筋混凝土结构在火灾中所处环境的 分析 钢筋混凝土结构在火灾中所处的环境 即火灾在发生,发展,结束的全过程是如 何影响钢筋混凝土结构的,范围如何,温 度如何等.建筑火灾可简单分为初起阶 段,发展阶段,下降阶段.在初起阶段,火 灾属于局部燃烧,火灾环境温度一般较 低.在火灾的发展阶段,燃烧范围由起火 区域向邻近区域蔓延,直至整栋建筑I2】.在此阶段,钢筋混凝土构件受到火焰的直接 灼烧和高温烟气的热作用,环境最高温度 可达1000℃～l200℃[31.在火灾的下降阶段,环境温度不断降低,钢筋混凝土结构 构件由于温度的变化产生较大的内部应力,依然受到火灾的影响. 2钢筋混凝土结构在火灾中的行为分析 研究钢筋混凝土结构的耐火性能,重 点是研究钢筋混凝土结构的整体和各个 构件在火灾高温的作用下产生怎样的物 理变化和化学变化,结构受力和形变如 何,承载性能如何改变.因混凝土的热惰 性性质,火灾高温下,钢筋混凝土结构整 体体现热惰性,即钢筋混凝土结构在高 温环境中,其内部各个部分的温度由于 受热传导速度的影响而各不相同,温度 的高低与其处在火灾环境中的时间,受 到火灾高温的形式和本身构件的形式等 因素有关….

C30聚丙烯纤维混凝土配合比

C30聚丙烯纤维混凝土配合比设计说明 一、设计依据：JTJ041-2000、JGJ55-2000、GB/T1596-2005 二、原材料： 1、水泥：赤峰远航水泥有限责任公司P.O42.5R 2、砂：白音青格勒砂场中砂 3、石：宇厦石料厂4.75-9.5mm:25% 9.5-19mm:50% 19-31.5mm:25% 4、水：饮用水 5、粉煤灰：蓝旗电厂 6、减水剂：天津雍阳 7、聚丙烯腈抗裂纤维：北京中创同盛科技有限公司 三、 1、使用部位：墩.台身及台帽 2、设计坍落度：90-110mm 四、配合比设计： 1、确定配制强度：fcu,o=fcu,k+1.645σ=30+1.645*5=38.2MPa 2、计算水灰比（W/C）： 水泥强度：fce = 42.5*1.00= 42.5MPa W/C =(Aa.fce)/(fcu,o+Aa.Ab.fce)=(0.46*42.5)/(38.2+0.46*0.07*42.5)=0.49按耐久性校正水灰比，查JTJ55-2000表 4.0.4允许最大水灰比 0.50,取水灰比为0.47； 3、选定单位用水量（m wO): 根据二.3，三.2和JGJ55-2000表4.0.1-2选定用水量229kg/m3加0.6%高效减水剂（减水率20%），则加过减水剂之后用水量为185 kg/m3 4、计算单位水泥用量(m C o): m C o = m w o/(w/c) = 185/0.47=394kg/m3 按耐久性校正单位水泥用量查JGJ55-2000表4.0.4允许最小水泥用量300kg/m3采用计算用量394kg/m3; 根据上级文件要求，并依据《用

高温下及高温冷却后混凝土力学性能的试验研究

2005年8月第34卷　第8期施　工　技　术 C ONSTRUCTI ON TECH NO LOGY 高温下及高温冷却后混凝土力学性能的试验研究 王孔藩,许清风,刘挺林 (上海市建筑科学研究院,上海　200032) [摘要]进行了不同骨料、不同强度混凝土高温下以及不同冷却方式下力学性能的试验研究,并与常温下混凝土的 力学性能进行了对比分析。了解高温下和高温冷却后混凝土力学性能的变化,对评估钢筋混凝土结构火灾后的性能有重要作用。 [关键词]混凝土;高温;力学性能;骨料[中图分类号]T U50113;T U52811 [文献标识码]A [文章编号]100228498(2005)0820001202 Experimental R esearch on Mechanics Performance of Concrete A fter H igh Temperature and Cooled Dow n from H igh Temperature WAN G K ong 2fan ,X U Qing 2feng ,LI U T ing 2lin (Shanghai Research Institute o f Building Science ,Shanghai 200032,China ) Abstract :The effect of the aggregate type ,strength grade ,cooled way and the heating tem perature on the mechanics performance of concrete was experimentally investigated.All the test results were com pared with the relevant ones in room tem perature.The decreasing degree of strength of concrete was g ot.This may be beneficial to the assessment and appraisal of RC structures after fire.K ey w ords :concrete ;high tem perature ;mechanics performance ;aggregate [收稿日期]2005205220 [作者简介]王孔藩(1942— ),男,上海人,上海市建筑科学研究院教授级高级工程师,同济大学兼职教授,博士生导师,上海市宛平南路75号　200032,电话:(021)64390552 混凝土结构是由钢筋和混凝土组成的。火灾对钢筋和混凝土材料性能的劣化作用直接危及到结构的安全性能和耐久性能。为了正确评估火灾发生时和火灾发生后混凝土结构的安全性能和耐久性能,就应该了解高温下以及高温冷却后混凝土力学性能的改变。基于此,本文进行了不同强度、不同骨料的混凝土在高温下以及在不同冷却方式下力学性能的试验研究。 1　混凝土在火灾高温下的抗压强度 本次试块的尺寸为100mm ×100mm ×100mm ,加热设备为SR JX 21229箱形电阻炉,炉内恒温误差范围在± 5%,净空尺寸为1000mm ×1000mm ×1000mm 。采用IS O 国际标准升温曲线进行升温,加热温度分为常温、100、200、300、400、500、600、700和800℃共9种情况,当 试块加热到某指定温度后恒温2h ,以使整个试块处于均匀温度场后再进行试验。试块的强度等级为C20、 C30、C40;骨料的类型包括硅酸盐类和碳酸盐类。试块 共63组,每组3个。试块的具体情况如表1所示。试验在NY L 22000型压力试验机上进行。 由于强度等级的影响很小,因而对3种强度等级试块在高温下抗压强度折减系数进行综合分析。高温下混凝土抗压强度折减系数如表2、图1所示。 表1　混凝土试块组成及数量 混凝土 强度等级 粗骨料成分类型常温下强度Π MPa 数量Π组 石灰石碳酸盐类26109C20 红石硅酸盐类25169青石硅酸盐类25109石灰石碳酸盐类31149C30红石硅酸盐类32139青石硅酸盐类32109C40 石灰石 碳酸盐类 4110 9 表2　高温下混凝土抗压强度折减系数 温度Π℃骨料 碳质(石灰石) 硅质(红石) 硅质(青石) 常温 110011001100100 018411000196200111111281110300110811231100400018701960186500017001820172600015901680158700015001510148800 0125 0127 0124 1

耐热混凝土配合比设计及性能检验规程

耐热混凝土配合比设计及性能检验规程 1总则 针对武钢冶金建筑工程的需要，编制该规程。本规程中的耐热混凝土指用普通硅酸盐水泥（或硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、铝酸盐水泥）、耐热粗细骨料、耐热掺和料、水以及根据需要选用合适混凝土外加剂搅拌均匀后采用振动成型的混凝土，它能够长时间承受200～1300℃温度作用，并在高温下保持需要的物理力学性能。该混凝土不能使用于酸、碱侵蚀的部位。 2原材料要求 根据耐热温度高低，温度变化的剧烈程度选用原材料的品种。2.1水泥 2.1.1硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、铝酸盐水泥应相应符合国标GB175-1999、GB1344-1999、GB201-2000的要求。对于高炉基础耐热混凝土使用的水泥，应压蒸安定性合格。 2.1.2对耐热温度高于700℃的混凝土，水泥中不能掺石灰岩类混合材。低于700℃时，掺量亦不能超过5%。 2.1.3硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥的最高使用温度为1200℃，矿渣水泥的最高使用温度为700℃，且磨细水淬矿渣含量不大于50%，铝酸盐水泥最高使用温度为1400℃。 2.1.4每立方米耐热砼中的水泥用量不应超过450kg。 2.2掺和料

2.2.1使用温度大于350℃的耐热砼，应掺加耐热掺和料。 2.2.2常用的耐热掺和料有粘土熟料、铝矾土熟料、粘土砖粉、粉煤灰（不低于Ⅱ级）等。其技术要求见表1： 表1 耐热砼用掺和料技术要求 注：掺和料含水率不得大于1.5%。 2.3粗细骨料 2.3.1耐热砼不宜采用石英质骨料。如砂岩、石英等。应选用粘土熟料、铝矾土熟料、耐火砖碎料、粘土砖碎料、高炉重矿渣碎石、安山岩、玄武岩、辉绿岩等。且高炉重矿渣碎石、安山岩、玄武岩、辉绿岩仅限于温度变化不剧烈的部位。 2.3.2骨料的燃烧温度不低于1350～1450℃。

网络教育试题-混凝土力学性能检测

第1题 千分表的精度不低于（）mm A.0.01 B.0.001 C.0.0001 D.0.1 答案:B 您的答案：B 题目分数：9 此题得分：9.0 批注： 第2题 加荷至基准应力为0.5MPa对应的初始荷载值F0，保持恒载60s并在以后的()s内记录两侧变形量测仪的读数ε左0，ε右0。 A.20 B.30 C.40 D.60 答案:B 您的答案：B 题目分数：9 此题得分：9.0 批注： 第3题 由1kN起以()kN／s～（）kN／s的速度加荷3kN刻度处稳压，保持约30s A.0.15～0.25 B.0.15～0.30 C.0.15～0.35 D.0.25～0.35 答案:A 您的答案：A 题目分数：9 此题得分：9.0 批注： 第4题 结果计算精确至（）MPa。 A.0.1 B.1

C.10 D.100 答案:D 您的答案：D 题目分数：9 此题得分：9.0 批注： 第5题 下面关于抗压弹性模量试验说法正确的是哪几个选项 A.试验应在23℃±2℃条件下进行 B.水泥混凝土的受压弹性模量取轴心抗压强度1/3时对应的弹性模量 C.在试件长向中部l／3区段内表面不得有直径超过5mm、深度超过1mm的孔洞 D.结果计算精确至100MPa。 E.以三根试件试验结果的算术平均值作为测定值。如果其循环后任一根与循环前轴心抗压与之差超过后者的10%，则弹性模量值按另两根试件试验结果的算术平均值计算，如有两根试件试验结果超出上述规定，则试验结果无效。 答案:B,D 您的答案：B,D 题目分数：12 此题得分：12.0 批注： 第6题 下面关于混凝土抗弯拉弹性模量试验说法正确的是哪几个选项 A.试验应在23℃±2℃条件下进行 B.每组6根同龄期同条件制作的试件，3根用于测定抗弯拉强度，3根则用作抗弯拉弹性模量试验。 C.在试件长向中部l／3区段内表面不得有直径超过5mm、深度超过2mm的孔洞 D.结果计算精确至100MPa。 E.将试件安放在抗弯拉试验装置中，使成型时的侧面朝上，压头及支座线垂直于试件中线且无偏心加载情况，而后缓缓加上约1kN压力，停机检查支座等各接缝处有无空隙(必要时需加木垫片) 答案:B,C,D 您的答案：B,C,D 题目分数：13 此题得分：13.0 批注： 第7题 对中状态下，读数应和它们的平均值相差在20%以内，否则应重新对中试件后重复6.6中的步骤。如果无法使差值降到20%以内，则此次试验无效。

耐热混凝土

耐热混凝土 耐热混凝土，是指能够长时间承受200～1300℃温度作用，并在高温下保持所需要的物理力学性质的特种混凝土。耐热混凝土常用于热工设备、工业窑炉和受高温作用的结构物，如炉墙、炉坑、烟囱内衬及基础等。具有生产工艺简单、施工效率高、易满足异形部位施工和热工要求，维修费用少、使用寿命长、成本低廉等优点。 1．耐热混凝土的分类 耐热混凝土按其胶凝材料不同，一般可分为水泥耐热混凝土和水玻璃耐热混凝土。 (1)水泥耐热混凝土 ①普通硅酸盐水泥耐热混凝土。普通硅酸盐水泥耐热混凝土是由普通硅酸盐水泥、磨细掺和料、粗骨料和水调制而成。这种混凝土的耐热度为700～1200℃，强度等级为C10～C30，高温强度为3.5～20MPa，最高使用温度达1200℃或更高。适用于温度较高，但无酸碱侵蚀的工程。 ②矿渣硅酸盐水泥耐热混凝土。矿渣硅酸盐水泥耐热混凝土是由矿渣硅酸盐水泥、粗细骨料，有时掺加磨细掺和料和水调制而成。这种混凝土耐热度为700～900℃，强度等级为C15以上，最高使用温度可达900℃，适用于温度变化剧烈，但无酸碱侵蚀的工程。 ③高铝水泥耐热混凝土。高铝水泥耐热混凝土是由高铝水泥或低钙铝酸盐水泥、耐热度较高的掺和材料以及耐热骨料和水调制而成的。这种混凝土耐热度为1300～1400℃，强度等级为C10～C30，高温强度为3.5～10MPa，最高使用温度可达1400℃，适用于厚度小于400mm的结构及无酸、碱、盐侵蚀的工程。 高铝水泥耐热混凝土虽然在300～400℃时强度会剧烈降低，但此后，残余部分的强度都能保持不变。而在1100℃以后，结晶水全部脱出而烧结成陶瓷材料，其强度又重新提高。因高铝水泥的熔化温度高于其极限使用温度，使用时，是不会被熔化而降低强度的。 (2)水玻璃耐热混凝土水玻璃耐热混凝土是由水玻璃、氟硅酸钠、磨细掺和料及粗细骨料按一定配合比例组成。这种混凝土耐热度为600～1200℃，强度等级为C10～C20，高温强度为9.0～20MPa，最高使用温度可达1000～1200℃。 水玻璃耐热混凝土，因掺和材料、粗细骨料及最高使用温度不同，其使用范围集中于两方面： ①当设计最高使用温度为600～900℃时，采用黏土熟料或黏土砖、安山岩、玄武岩等骨料配制的耐热混凝土，可用于同时受酸(HF除外)作用的工程，但不得用于经常有水蒸气及水作用的部位。 ②当设计最高使用温度为1200℃时，采用一等冶金镁砂或镁砖配制的耐热混凝土，可适用于受钠盐溶液作用的工程，但不得用于受酸、水蒸气及水作用的部位。 2．耐热混凝土的搅拌和浇捣 耐热混凝土宜采用机械搅拌。在拌制耐热混凝土时，应按下列规定进行： (1)拌制水泥耐热混凝土时，水泥和掺和材料必须预先拌和均匀，约拌2min。拌制水玻璃耐热混凝土时，氟硅酸钠和掺和材料必须预先混合均匀，可用机械或人工搅拌。 (2)水玻璃耐热混凝土拌制要求与水玻璃耐酸混凝土相同，应遵守下列具体规定： ①粉状骨料应先与氟硅酸钠拌和，再用筛孔为2.5mm的筛子过筛两次； ②干燥材料应在混凝土搅拌机中预先搅拌2min，然后再加水玻璃； ③搅拌时间，自全部材料装入搅拌机后算起，应不少于2min； ④每次拌制量，应在混凝土初凝前用完，但不得超过30min。 (3)耐热混凝土的用水量(或水玻璃用量)在满足施工要求条件下，应尽量少用，其坍落度应比普通混凝土相应地减少1～2cm。如果采用机械振捣，可控制在2cm左右；用人工捣固，宜控制在4cm左右。 (4)应分层浇筑，每层厚度为25～30cm。 (5)耐热混凝土的搅拌时间应比普通混凝土延长1～2min，使混凝土混合料颜色达到均匀为止。 3．耐热混凝土的养护 (1)水泥耐热混凝土浇筑后，宜在15～25℃的潮湿环境中养护，其中普通水泥耐热混凝土养护不少于7d，矿渣水泥耐热混凝土不少于14d，矾土水泥耐热混凝土一定要加强初期养护管理，养护时间不少于3d。 (2)水玻璃耐热混凝土宜在15～30℃的干燥环境中养护3d，烘干加热，并须防止直接暴晒而脱水快，产生龟裂，一般为10～15d即可吊装。

高温对混凝土抗压强度的影响

高温对混凝土抗压强度的影响 摘要:由于混凝土材料中粗细骨料和水泥等材料的热工性能不同，在高温作用下，这些材料间的物理化学作用使混凝土力学性能产生变异，进而导致混凝土力学性能劣化。实验采用液压伺服试验系统对经历相同时间恒温加热，不同温度作用后的C30普通硅酸盐混凝圆柱体试块进行抗压强度试验，详细描述高温后试块的外观特征及抗压破坏特征，探讨分析了不同加热温度对混凝土的抗压强度力学性能的影响。本试验结果表明：高温后，混凝土的力学性能随温度的升高而劣化，表现为随着受热温度的升高，混凝土的抗压强度降低。此外，还探讨了混凝土抗压强度随温度变化的规律，得到了混凝土抗压强度随温度变化的试验曲线。 关键词：混凝土；高温；抗压强度

Effect of temperature on the compressive strength of concrete Abstract：The thermal properties of concrete material of coarse aggregate and cement and other materials, under the condition of high temperature, the physical and chemical effects of these materials to make the mechanical properties of concrete mutation, resulting in deterioration of mechanical properties of concrete. The experiment adopts hydraulic servo test system to experience the same constant temperature heating time, different temperature after interaction of C30 ordinary portland concrete cylinder specimens were subjected to compressive strength tests, described in detail after high temperature test appearance characteristics and compressive block failure characteristics, to explore the effect of compressive strength of different heating temperature on mechanical properties of concrete is analyzed. In addition, also discusses the rule of concrete compressive strength varies with temperature, a regression formula of compressive strength of concrete with temperature changes, comparing the regression curve with the test results, the regression curve can be simulated well test curve. keywords：concrete; elevated temperature; compression strength

聚丙烯纤维混凝土性能的研究和应用

聚丙烯纤维混凝土性能的研究和应用 摘要：聚丙烯纤维以其良好技术经济性能，在水泥基材料中得到日益广泛的应用。本文系统介绍了用于改善混凝土缺陷的聚丙烯纤维的特点及主要性能，对聚丙烯纤维对混凝土各种性能的影响以及目前国内的研究概况作了详细的分析和综述。 关键词：聚丙烯纤维；纤维增强混凝土；力学性能；抗渗性；抗裂性 RESEARCH AND APPLIANCE ON THE CAPABILITY OF POLYPROPYLENE FIBRE CONCRETE WANG LONG CHEN LIANG LIU RENGGUAGN (1.QINGDAO TECHNOLOGICAL UNIVERSITY,https://www.wendangku.net/doc/7913027222.html,IYANG AGRICULTURAL COLLEGE) Abstract:Polypropylene fibre have good technical and oecumenical capability ,which makes it possible to be widely used in cement.The paper introduces the specialty and capability of polypropylene fibre, and analyzes general situation of influence on concrete of polypropylene fibre. Key words: polypropylene fibre, concrete, mechanical capability, barrier property , crack resistance 前言 混凝土的发展已有100多年的历史，以其可以就地取材，易于成型、成本低廉、适用性强等诸多优点，被广泛地应用于土建工程，是当前最大宗的人造材料。但作为多孔材料，混凝土也有脆性大、抗拉强度低、抗冲击能力差、易开裂等缺点。从混凝土应用的历史来看，实际工程中大量的钢筋混凝土结构由于混凝土的耐久性不足导致建筑物破坏甚至不能使用。国内外大量资料表明，由此而造成的经济损失是非常巨大的[1]。 混凝土的耐久性，是指混凝土在自然环境、使用环境及材料内部因素的作用下，在设计要求的目标使用期内，不需要花费大量资金加固处理而保持其安全、使用功能和外观要求的能力。混凝土抗拉强度低、易开裂的缺点是导致其耐久性降低的一个重要因素。为了提高水泥基材料的耐久性，长期以来研究人员不断研究减少材料中微裂纹的产生及阻止裂缝的发展，包括提高其抗拉性能，增强韧性和延性的各种方法和途径。纤维混凝土技术的应用和开发就较好地改善了混凝土的这些缺点，而聚丙烯纤维是目前建筑市场上应用最为广泛的一种合成纤维。 1 聚丙烯纤维 聚丙烯纤维是以丙烯单体在一定条件下聚合而成的结构规整的结晶型聚合物，属于合成纤维的一种，它的商品名是丙纶。基本特性是:乳白色、无味、无溴、无毒、质轻、不吸湿、不溶于水、耐腐蚀、抗拉强度高。 20世纪60年代中期人们开始研究用合成纤维作水泥砂浆增强材料的可能性，发现尼龙、聚丙烯、聚乙烯等纤维有助于提高砂浆的抗冲击性。随后合成纤维混凝土技术快速发展。Zollo[2]等的实验结果表明，若在混凝土中掺加体积率为0.1-0.3%的聚丙烯纤维时，可使混凝土的塑性收缩减少12-25%。由于聚丙烯纤维生产原料比较丰富，生产过程比较简短，因此生产成本相对于其他品种纤维较低。实践证明,从性能价格比上看, 目前最可行的当属有机纤维中的聚丙烯纤维。 但是普通聚丙烯纤维,在掺入水泥混凝土中拌合的时候，往往出现在水泥浆中难于分散、结团现象严重、纤维与水泥浆的握裹力差、抗老化能力差等缺点。因此土建工程中所用的聚丙烯纤维必须经过改性处理。改性聚丙烯纤维具有良好的工程性能。在生产中经过特殊处理,

耐热混凝土的定义

耐热混凝土的定义、分类和使用 耐热混凝土是一种能长期承受高温作用（200 ℃以上），并在高温作用下保持所需的物理力学性能的特种混凝土。而代替耐火砖用于工业窑炉内衬的耐热混凝土也称为耐火混凝土。 根据所用胶结料的不同，耐热混凝土可分为：硅酸盐耐热混凝土；铝酸盐耐热混凝土；磷酸盐耐热混凝土；硫酸盐耐热混凝土；水玻璃耐热混凝土；镁质水泥耐热混凝土；其他胶结料耐热混凝土。 根据硬化条件可分为：水硬性耐热混凝土；气硬性耐热混凝土；热硬性耐热混凝土。 耐热混凝土已广泛地用于冶金、化工、石油、轻工和建材等工业的热工设备和长期受高温作用的构筑物，如工业烟囱或烟道的内衬、工业窑炉的耐火内衬、高温锅炉的基础及外壳。 硅酸盐耐热混凝土 一、硅酸盐耐热混凝土所用的材料主要有硅酸盐水泥、耐热骨料、掺合料以及外加剂等。 1 、原材料要求 (1) 硅酸盐水泥 可以用矿渣硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥作为其胶结材料。一般应优先选用矿渣硅酸盐水泥，并且矿渣掺量不得大于50 ％。如选用普通硅酸盐水泥，水泥中所掺的混合材料不得含有石灰石等易在高温下分解和软化或熔点较低的材料。 此外，因为水泥的耐热性远远低于耐热骨料及耐热粉料，在保证耐热混凝土设计强度的情况下，应尽可能减少水泥的用量，为此，要求水泥的强度等级不得低于32.5MPa 。 用上述两种水泥配制的耐热混凝土最高使用温度可以达到700 ～800 ℃。其耐热机理是：硅酸盐水泥熟料中的C 3 S 和 C 2 S 的水化产物Ca(OH) 2 在高温下脱水，生成的CaO 和矿渣及掺合料中的活性SiO 2 和A1 2 O 3 又反应生成具有较强耐热性的无水硅酸钙和无水铝酸钙，使混凝土具有一定的耐热性。 (2) 耐热骨料 普通混凝土耐热性不好的主要原因是一些水泥的水化产物为Ca(OH) 2 ，水化铝酸钙在高温下脱水，使水泥石结构破坏而导致混凝土碎裂；另一个原因是常用的一些骨料，如石灰石、石英砂在高温下发生较大体积变形，还有一些骨料在高温下发生分解，从而导致普通混凝土结构的破坏，强度降低。因此，骨料是配制耐热混凝土一个很关键的因素。 常用的耐热粗骨料有碎黏土砖、黏土熟料、碎高铝耐火砖、矾土熟料等；细骨料有镁砂、碎镁

耐热混凝土

耐热混凝土 一、定义和分类 耐热混凝土是一种能长期承受高温作用（200 ℃以上），并在高温作用下保持所需的物理力学性能的特种混凝土。而代替耐火砖用于工业窑炉内衬 的耐热混凝土也称为耐火混凝土。 根据所用胶结料的不同，耐热混凝土可分为：硅酸盐耐热混凝土；铝 酸盐耐热混凝土；磷酸盐耐热混凝土；硫酸盐耐热混凝土；水玻璃耐热混凝土；镁质水泥耐热混凝土；其他胶结料耐热混凝土。 根据硬化条件可分为：水硬性耐热混凝土；气硬性耐热混凝土；热硬性 耐热混凝土。 二、硅酸盐耐热混凝土 及外加剂等。 (1) 硅酸盐水泥 可以用矿渣硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥作为其胶结材料。一般应优先选 用矿渣硅酸盐水泥，并且矿渣掺量不得大于50 ％。 (2) 耐热骨料 有镁砂、碎镁质耐火砖、含A1 2O 3 较高的粉煤灰等。 (3) 掺合料 掺合料的作用主要有两个：一是可增加混凝土的密实性，减少在高温状态下混凝土的变形；二是在用普通硅酸盐水泥时，掺合料中 的A12O3 和SiO 2 与水泥水化产物Ca(OH) 2 的脱水产物CaO 反应形成耐热性好的无水硅酸钙和无水铝酸钙，同时避免了Ca(OH) 2 脱水引

起的体积变化。所以，掺合料应选用熔点高、高温下不变形且含有一定数 量A12O3 的材料。 三、铝酸盐水泥 铝酸盐水泥是一类没有游离 CaO 的中性水泥，具有快硬、高强、热稳定性好、耐火度高等特点。在冶金、石油化工、建材、水电和机械工业的一般窑炉上得到广泛的应用，其使用温度可达到 1300 ～1600 ℃，有的甚至能达到1800 ℃ 左右，所以又称为铝酸盐耐火混凝土。它属于水硬性耐热混凝土，也属于热硬性耐热混凝土。 1 、胶结材 铝酸盐水泥耐热混凝土的胶结材主要有矾土水泥、低钙铝酸盐水泥、纯铝酸盐水泥。 (1) 高铝水泥 ( 普通铝酸盐水泥 ) 高铝水泥是由石灰和铝矾土按一定比例磨细后，采用烧结法和熔融法制成的一种以铝酸 - 钙 (CA) 为主要成分的水硬性水泥。其化学成分及矿物组成如表 3 所示 (2) 纯铝酸盐水泥 纯铝酸盐水泥是用工业氧化铝和高纯石灰石或方解石为原料，按一定比例混合后，采用烧结法或熔融法制成的以CA2 或CA 为主要矿物的水硬性水泥。其中CA2 和CA 含量总和在95 ％以 上，CA2 占60 ％～65 ％，另外含有少量C12A7 和C2AS 。 纯铝酸盐水泥的水化硬化及在加热过程中强度的变化与高铝水泥类似。由于该水泥的化学组成中含有更多的A12O3，因此在1200 ℃发生烧结产生陶瓷结合后，具有更高的烧结强度和耐火度，其最高使用温度可 达1600 ℃以上。

混凝土结构抗火设计综述

混凝土结构抗火设计综述 向贤华勘察、设计 混凝土结构抗火设计综述 向贤华 (铁道第四勘察设计院城建院 武汉430063) [摘 要] 总结归纳了国内外混凝土结构抗火设计研究的现状、混凝土结构的火灾反应,在指出目前我国结构抗火设计方法存在的缺点的基础上,提出基于计算的结构抗火设计方法,并针对现阶段的研究状况,对结构抗火设计有待进一步研究的问题提出了自己的见解。 [关键词] 混凝土 结构 火灾 反应 结构抗火 设计 1 前言 频繁发生的建筑火灾,往往造成人类财富和物质资源的巨大损失,甚至人员的惨重伤亡。特别是近年来,随着建筑物高层化、大规模化及用途的复合化的发展,在火灾防治水平不断提高的同时,火灾的防治难度也在不断加大。目前,对火灾的防御和研究主要集中在建筑防火和结构抗火两个方面。 50年代,前苏联首先颁布了耐热钢筋混凝土的设计暂行指示( -151-56/M C ),之后,美国消防协会(1962)、FIP/CEB(1979)、瑞典(1983)、法国(1984)相继颁布了钢筋混凝土抗火的设计标准。 70年代,我国冶金工业部建筑研究总院等单位编制了冶金工业厂房钢筋混凝土结构抗热设计规程!,该规程给出了60~200?范围内的设计计算方法、设计措施、材料指标及有关规定,这是我国第一部有关钢筋混凝土结构抗火设计规程。80年代中期开始,为了制订科学合理的建筑结构抗火设计规范,清华大学、同济大学、西南交通大学等单位对钢筋混凝土结构的高温材料模型、构件和结构在高温下的反应以及灾后评估修复等问题进行了研究,并取得了较为丰富的成果。到目前为止,我国已有GB9918-88建筑构件火灾试验!和DBJ08-219-96火灾后混凝土构件评定标准!两部与混凝土结构抗火有关的技术规 范[1,2]。 随着国内混凝土结构抗火研究的深入,制定混凝土结构抗火设计标准已成为必然趋势。 2 混凝土结构进行抗火设计的必要性 2.1 火灾对混凝土结构的破坏 对于混凝土结构,虽然其耐火性能比木结构和钢结构好,但实际发生的火灾实例表明,混凝土结构在火灾作用下承载力降低、结构失效以致于倒塌的危险依然存在。主要原因是:在火灾引发的高温作用下,钢材和混凝土的强度、弹性模量以及两者之间的粘结力等均随温度升高而降低,甚至有时还会发生混凝土的爆裂。这些材性的严重劣化,必将导致构件的承载能力下降、变形增大。另外,结构受火时受火面温度随周围环境温度迅速升高,但由于混凝土的热惰性,内部温度增长缓慢,截面上形成不均匀温度场,而且温度变化梯度也不均匀,导致不均匀的温度变形和截面应力重分布,这些变化都足以危及结构的安全性,甚至导致结构失效。 2.2 结构抗火设计的内容 建筑防火主要是利用建筑的防火措施(如防火分区、消防设施的布置等)、建筑的防护设施(如防火门、防火墙)和结构防护设施(如防火涂料、防火板等)达到其减少火灾发生的概率,避免或减少人员伤亡以及减少火灾直接经济损失的目的。而进行结构抗火设计的意义为[3]:

聚丙烯纤维

聚丙烯纤维 一．聚丙烯纤维概述 聚丙烯短纤维（又称PP纤维或短纤维）以聚丙烯为原料，经特殊的生产工艺及表面处理技术，确保其在混凝土中具有极佳的分散性以及与水泥基体的握裹力，且抗老化性好，可保证在混凝土中长期发挥功效。 聚丙烯短纤维化学性质稳定，只依靠改变混凝土的物理结构而改善混凝土的性能，其本身不发生任何化学反应。同混凝土骨料、外加剂、掺合料的水泥混合后其化学、物理性能稳定，故与混凝土材料良好的亲和性。 聚丙烯短纤维可有效的增强混凝土的韧性、有效的控制混凝土塑性收缩、干缩、温度变化等因素引起的微裂，防止及抑制裂缝的形成和发展，有效地改善混凝土/砂浆的抗裂抗渗性能及抗冲击、抗冲磨、抗冻融、抗震能力。 如需抗裂纤维请与我联系 二．聚丙烯纤维主要功能 作为混凝土的次要加强筋材料，聚丙烯短纤维可大大提高其抗裂、抗渗、抗冲击、抗震、抗冻、

抗冲磨、抗爆裂、抗老化性能及和易性、泵送性、保水性。 四．聚丙烯纤维应用领域 ●混凝土刚性自防水结构： 地下室底板、侧墙、顶板、屋面现浇楼板、蓄水池等。抗裂、抗冲击、抗磨损、要求高的工程、水利工程、地铁、机场跑道、码头、立交高架、桥面、桥墩、超长结构等。 ●水泥砂浆： 内（外）墙粉刷、加气混凝土抹灰、室内装饰腻子及保温砂浆。 ●抗爆、耐火工程： 人防军事工程、石油平台、烟囱、耐火材料等。 ●喷射混凝土： 隧道、涵洞衬砌、薄壁结构、斜坡加固等。 五．聚丙烯纤维使用说明 ●建议参量： 普通抹面砂浆建议每方砂浆参量为：0.9-1.2kg； 普通砂浆建议每吨添加量为：1-3kg； 混凝土建议每方混凝土参量为：0.6-1.8kg（供参考）

钢筋混凝土的高温性能及其计算

钢筋混凝土的高温性能及其计算混凝土结构在高温下比在常温下的性能要复杂得多，理论分析难度大。这是因为结构在环境温度变化的情况下形成了动态的不均匀温度场，高温使材料（混凝土和钢筋）的强度和变形性能严重劣化，又使结构产生剧烈的内（应）力重分布；还因为温度和荷载（应力）有显著的耦合效应，使材料的本构关系和构件的受力性能随温度—荷载途径而有较大变化。为此，需首先通过试验手段展示混凝土的材料、构件和结构在温度与荷载共同作用下的力学性能，然后进行机理分析，总结试验数据，归纳其一般规律，进一步建立准确的理论分析方法，并给出简化的实用计算方法，供工程实践中应用。 一、结构工程中的温度问题 结构工程中因为温度变化而发生的工程问题可分为三类： （1）周期性温度超常。 （2）正常工作条件下长期高温。 （3）偶然事故诱发的短时间高温冲击。例如建筑物火灾的延续时间从数十分钟至数小时不等，在1h内可达1000℃或更高；化学爆炸或核爆炸、核电站事故等。 对于第三类问题，虽有建筑设计防火规范，但并没有解决结构的抗火分析和设计问题。建筑物遭受火灾后，其结构内部升温，形成不均匀的温度场，材料性能严重恶化，导致结构不同程度的损伤和承载力下降。作为建筑物的承重和支撑体系，其结构必须在火灾的一定时间期限内保持足够的承载能力，以便受灾人员安全撤离灾场，消防人员进行灭火，救护伤亡人员和抢救重要器物等活动。当结构达到下述极限状态之一时，即认为结构抗火失效：（1）承载能力极限；（2）阻火极限；（3）隔热极限。 人们从以往的火灾事故中吸取了教训和经验，明确了对付火灾的策略是“预防为上”，但防不胜防，仍须“立足于抗”。为了提高和解决结构与构件的抗火（高温）能力，曾经历了不同的发展阶段：初期，只是采取经验性的构造措施，

各种耐高温滤料的性能和特点

各种耐高温滤料的性能和特点 1.4.1 玻璃纤维滤料 长期耐温260℃、瞬时耐温300℃；价格低廉；具有突出的尺寸稳定性、拉伸断裂强度高、耐腐蚀性强、表面光滑、憎水透气、容易清灰、化学稳定性好；能耐大部分酸（氢氟酸除外）的腐蚀，但室温下的强碱及高温下的中等碱性将侵蚀玻璃；缺点是水汽对玻纤有一定影响，抗折、耐磨性能较差，在高过滤风速、脉冲清灰或清灰剧烈时会降低滤料寿命。因此玻纤织物一般只是为了降低费用及在高温作业时选用[2]。 1.4.2 PPS（聚苯硫醚纤维）纤维滤料 PPS滤料(商品名Ryton, Torcon或Procon)，可长期耐温190℃，瞬时耐温240℃，是一种耐高温、耐酸碱、抗水解性能极好的滤料，具备了作为高性能纤维的各种特点；可抵抗多种酸、碱和氧化剂的化学腐蚀；具有较好的耐水解能力，特别适合在高湿的烟气中使用；典型用途是用于城市垃圾焚烧炉、公用工程锅炉、燃煤锅炉、医院焚烧炉、热电联产锅炉上的脉冲袋式过滤器中，也可用PPS纤维取代其他不耐高温或化学品及不耐潮湿的合成纤维滤料。但是PPS耐氧化性稍差，当烟气含氧量超过15%时，就不能使用该种滤料[3]。 1.4.3 芳香族聚酰胺纤维滤料 芳香族聚酰胺滤料(商品名Metamax, Nomex,Conex)耐温200℃,瞬时可耐240℃,耐磨耐折性能较优,耐碱尚可,耐酸性差,抗水解能力较差,但可进行拒水防油后处理,以改善其抗水解性能,适合在高温而无酸性、含水分较少的气氛中使用[5]。

1.4.4 P84（聚芳族酰亚胺纤维）纤维滤料 P84是一种耐高温合成纤维, 能连续暴露在240℃环境中。P84由一种缩聚型聚合物制成, 不耐水解。P84的截面呈三叶瓣形(如图1-1所示) , 因单纤维表面积增加, 能有效地捕集颗粒。P84是非热塑性纤维, 耐受脉冲清灰的磨损能力比玻璃纤维强, 因而在要求耐磨性好的工况下可用P84取代玻璃纤维。P84在没有化学品或水分存在的环境中工作得最好, 而在酸碱环境中P84易被腐蚀[2]。 图1-1.P84纤维的截面图 1.4.5 PTFE（聚四氟乙烯）纤维滤料 PTFE纤维是氟聚合物纤维中最具代表性的高性能纤维，其常温力学性能见表1-1[6]。 力学性能/单位参数力学性能/单位参数 相对密度2.1～2.2 弯曲弹性模量/kgf·cm-23500～6300 拉伸强度/kgf·cm-2140～250 压缩强度，1%变形/kgf·cm-243 拉伸弹性模量/kgf·cm-240000 压缩变形/83kgf·cm-24～8 伸长率/% 250～350冲击强度/kgf·cm-216.4 弯曲强度/kgf·cm-2110～140 对抛光面得摩擦系数0.04 由于PTFE具有内在稳定性和聚合物链结构的不活泼性以及与分子间力和链的有序功效，因而对高温和化学作用的联合影响具有极强的适应能力。其熔点为

聚丙烯纤维混凝土

聚丙烯纤维混凝土/砂浆施工指导规程 一、一般规定 1.1 聚丙烯纤维混凝土/砂浆结构除应符合本指南外，尚应符合现行国家标准中有关混凝土/砂浆结构工程及验收规范。 1.2 聚丙烯纤维混凝土/砂浆的配合比的设计可参照普通水泥砂浆、普通混凝土配合比的设计的有关标准。在按此标准的配制混凝土/砂浆基础上掺加适量聚丙烯纤维即可。在满足现行《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55要求的基础上考虑加入聚丙烯纤维的影响，外加剂用量应通过试验确定。 二、原材料 2.1水泥 配制聚丙烯纤维混凝土/砂浆所用的原料应符合水泥砂浆、普通混凝土所用的原料的有关规定。所用水泥应符合《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB175）《矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥》（GB1344）中有关混凝土和钢筋混凝土所用原料的规定。 2.2掺和料 采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥配制聚丙烯纤维混凝土/砂浆时，可掺入粉煤灰、矿渣微粉、硅粉等矿物掺合料。掺合料的性能应符合现行《高强高性能混凝土矿物外加剂》GB/T18736及相关应用技术规范的规定，其掺量应通过试验确定。 2.3骨料 配制聚丙烯纤维混凝土/砂浆时，砂的性能指标应符合《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》（JGJ52）的规定。粗骨料的性能指标应符合《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》（JGJ53）的规定。 2.4化学外加剂 聚丙烯纤维可与化学外加剂同时使用，化学外加剂的性能指标应符合《混凝土外加剂》GB8076或《混凝土外加剂应用技术规程》GB50119等国标的有关规定。 2.5水 聚丙烯纤维混凝土/砂浆拌合用水必须符合国家《混凝土拌合用水标准》（JGJ63）的规定，不宜采用海水拌制。 2.6聚丙烯纤维的技术要求