纤维增强陶粒混凝土耐高温性能的实验研究

摘要

轻骨料混凝土具有容重小、隔热保温性能好等优良特点，除被广泛应用于工业与民用建筑的墙体及承重结构外，还可用于桥梁、电杆、烟囱及高温窑炉的耐火内衬等特殊构筑物中。但现在轻骨料混凝土结构抗火性能及其灾后损伤评估与修复的研究还停留在定性方面，在国内则处于起步阶段，研究的深度和广度远不如普通混凝土，更缺乏相应的抗火设计规范和技术规程。针对这一情况，本文对高温后轻骨料混凝土的力学性能及其微观结构等内容进行了初步的探讨。 通过对不同类型的六种混凝土进行耐高温性能试验研究：从残余强度入手，分析高温下混凝土性能的变化规律和机理，并给出了建议的计算公式；利用带有X射线能量色散谱议的电子显微镜（SEM—EDAX）对经历不同温度作用后不同类型、不同部位的混凝土微观结构进行观察；用有限元方法对轻骨料混凝土耐高温性能进行分析。结果表明：（1）统计给出的高温后轻骨料混凝土残余强度曲线的公式与试验结果吻合良好。（2）全轻骨料混凝土耐高温最好，砂轻骨料混凝土次之，普通骨料混凝土最差。（3）高温后轻骨料混凝土颜色发生改变，质量发生损失。（4）混凝土的显微结构在受热后会产生一系列变化，在不同温度下C—S—H凝胶、Ca（OH）2晶体以及骨料与胶体之间的界面过渡区等显微结构各有不同的特征，这些特征可以用来解释高温后混凝土主要性能指标变化的原因。为轻骨料混凝土在高温环境下的应用提供技术依据。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1本课题研究的意义

1.2轻骨料混凝土的研究现状评述

1.2.1国外研究动态

1.2.2国内研究动态

1.3轻骨料混凝土的特性

1.3.1轻质高强

1.3.2抗震性能好

1.3.3抗裂性好

1.3.4耐久性好

1.3.5耐火性好

1.3.6综合技术经济效益较好

1.4轻骨料混凝土的基本性能及应用技术研究

1.5陶粒的分类、特点及应用范围

1.5.1页岩陶粒

1.5.2烧结粉煤灰陶粒

1.6普通混凝土及高强高性能混凝土耐高温和耐火性能研究现状

1.6.1普通混凝土耐高温和耐火性能研究进展

1.6.2普通混凝土受热作用机理

1.6.3高强高性能混凝土耐火性能研究现状

1.7轻骨料混凝土耐高温及耐火性能研究现状

1.7.1轻集料混凝土热工性能研究进展

1.7.2高温下轻集料混凝土力学性能研究进展

1.7.3轻骨料混凝土构件的耐火性能研究

1.7.4结语

1.8纤维对轻骨料混凝土性能的影响

1.9本研究课题的主要内容及要解决的关键性问题

1.9.1本研究课题的主要内容

1.9.2要解决的关键性问题

第2章试验原材料及试验方法

2.1.原材料及其性能

2.1.1粗骨料

2.1.2细骨料

2.1.3水泥

2.1.4粉煤灰

2.1.5外加剂

2.1.6聚丙稀纤维

2.1.7水

2.2配合比设计

2.2.1混凝土配合比

2.2.2.试块设计

2.3拌合物性能

2.4实验方法

2.4.1温度场

2.4.2升温曲线

2.4.3本试验所采用的研究方法

2.5本章小结

第3章轻骨料混凝土耐高温性能试验研究

3.1试验设备

3.1.1耐高温设备

3.1.2抗压设备

3.1.3裂缝测宽仪

3.2胶凝材料为普通水泥的混凝土试验结果及其分析

3.2.1试验结果

3.2.2试验数据分析

3.3胶凝材料为高铝水泥的混凝土试验结果及其分析

3.3.1试验结果

3.3.2试验数据分析

3.4聚丙烯纤维对缓解混凝土高温开裂的贡献

3.5粉煤灰对混凝土耐热性能的影响

3.6本章小结

第4章高温后轻骨料混凝土微观分析

4.1试验样品的制备

4.2试验方法

4.3扫描电镜分析

4.3.1常温下两种类型混凝土微观结构分析

4.3.2 600℃高温时两种类型混凝土微观结构分析

4.3.3 1000℃高温时两种类型混凝土微观结构分析

4.4能量色散谱图

4.5本章小结

第5章工程应用的有限元分析

5.1引言

5.2轻骨料混凝土在烟囱中的应用

5.2.1烟囱传热理论分析

5.2.2轻骨料混凝土烟囱有限元分析

5.3本章小结

结论和展望

结论

展望

参考文献

致谢

附录A：攻读学位期间所发表的学术论文目录