高性能混凝土爆裂行为

1、 HPC的特点及应用1 1 HPC的爆裂机理及其影响因素2 2 HPC爆裂行为的改善措施3 3 国内外研究现状4 42HPC的特点1.和易性好2.耐久性好3.力学性能优异易于浇筑、振捣不离折密实性高、渗透性低早强、高强图1.帝国大厦图2.世贸大厦耐高温性能较差密实性好32.1 高温下HPC爆裂机理(1)蒸汽压机理HPC密实的微观结构阻碍阻碍了水蒸气的膨胀及移动。毛细孔内的孔压力增大升温过程中，HPC内水分蒸发蒸发并具有移动的趋势在某一位置孔压力大于抗拉强度剥落或爆裂42.1 高温下HPC爆裂机理(2)热应力机理 此机理认为,当混凝土内部产生了两向或三向的热应力两向或三向的热应力,热应力随着温度

2、的升高而增长,在达到某一值时单独地或与孔压力一起形成比混凝土自身抗拉强度更高地拉应力,从而导致爆裂的发生。2.2 HPC高温爆裂的影响因素 HPC的高温破坏过程是由试验条件、材料性能等诸多因素共同诸多因素共同作用的结果作用的结果。从宏观上宏观上讲,含湿量含湿量对HPC发生爆裂的影响最大影响最大,其次就是水灰比、加热速率和材料的导热性、热稳定性等物理性能。52.2 HPC高温爆裂的影响因素含湿量水灰比加热速率试件尺寸骨料类型试件内部的含湿量高于临界含湿量时,HPC试件爆裂的几率随含湿量的上升而加大。水灰比越小,混凝土强度越高,内部结构越密实,发生爆裂破坏的趋势越大。加热速率低时,试件内外温度梯度

3、很小,试件内不易形成较高的蒸汽压，有利于防爆。试件越小,不易产生温度梯度引起热应力。且内部水蒸气逃逸的路径越短,可减小爆裂高温下,骨料膨胀,水泥浆收缩引起局部应力,则使用导热率大热稳定性好的骨料较有利。6文献表明，目前最为常见和有效的改善方式主要有：(1)掺加纤维（单掺钢纤维（掺量80 kg/m3左右，长径比100左右）,单掺聚丙烯纤维（直径为0.02-0.1mm,掺量0.9 kg/m3 ），复掺以上两者）(2)适当掺加引气剂(3)用带135弯钩的箍筋并将箍筋间距加密到正常配筋间距的一倍7试验试验人改善措施主要结论结论Pierre Kalifa，Daniel Quenar单掺聚丙烯纤维聚丙烯纤

4、维随着温度升高而熔化,渗进周围混凝土的孔隙中,被周围的水泥砂浆部分或全部吸收, 所留下的孔道是均匀分布在试件中,为液态水、水蒸气和气体提供了逃逸的途径,减小了混凝土内部应力,使爆裂破坏发生几率减少。Pierre Kalifa，Gregoire ChenPierre Kalifa，Franeois-DominiqueMenneteaZiad Bayasi,A.M.AlhozaimyCheon-Goo Han掺聚丙烯纤维加侧向约束混凝土空白试件发生了严重的爆裂破坏,掺入聚丙烯纤维后,阻止了爆裂的发生。掺聚丙烯纤维并且有金属网约束的试件具有最好的防爆效果朱江等单掺聚丙烯纤维聚丙烯纤维的掺入降低了常温

5、下及高温后HPC的抗压强度,采用相同加热温度冷却后,掺聚丙烯纤维HPC试件的抗压强度均比未掺聚丙烯纤维试件的抗压强度低。张张彦春等掺掺聚钢纤维钢纤维钢纤维钢纤维混凝土高温温后各种种力学学强度均优优越于素混凝土的性能Maria de Lurdes B.C.Reis掺聚钢纤维水胶比为0.29的HPC中,单掺体积掺量为0.8%的钢纤维,钢纤维长30mm,长径比60,试件为高146mm,直径73mm的圆柱体,在最高目标温度700的升温过程中无试件发生爆裂陈兵等掺聚钢纤维在水胶比为0.25的HPC中单掺体积掺量为0.6%钢纤维,钢纤维长25mm,长径比为50,采用边长100mm立方体试件,在最高目标温800的升温过程中,试件发生爆裂,爆裂时温度为大约800,此试验表明钢纤维只是推迟了混凝土在高温下发生爆裂破坏的时间。朋改非掺聚钢纤维，掺聚丙烯纤维，复掺。试件为100100300mm棱柱体, 温度600高温试验,单掺钢纤维或单掺聚丙烯纤维混凝土和混杂纤维混凝土比,单掺钢纤维混凝土爆裂发生的频率最高。王正友等复掺积极作用陈兵等聚丙烯纤维和钢纤维,聚丙烯纤维和碳纤维,碳纤维和钢