溫度對高性能混凝土熱力學性能影響的研究1

1、溫度對高性能混凝土熱力學性能影響的研究摘要摘要：高性能混凝土熱力學性能對評價混凝土結(jié)構(gòu)的抗火反應(yīng)至關(guān)重要。這篇文章展現(xiàn)了溫度對不同類型高性能混凝土熱力學性能的影響。分別研究了HSC（高強混凝土）SSC（自密實混凝土）FAC（粉煤灰混凝土）三種混凝土在0800攝氏度下的比熱容、熱導率和熱膨脹系數(shù)。同時也研究了鋼纖維，聚丙烯纖維以及它們混合物對HSC和SCC的影響。實驗結(jié)構(gòu)表明在0800攝氏度之間，與FAC和HSC相比，SCC具有更高的比熱

2、容，熱導率和熱膨脹系數(shù)。利用實驗數(shù)據(jù)得出了不同熱力學性能的溫度函數(shù)。所得的熱力學性能關(guān)系的數(shù)據(jù)可以用來評估混凝土結(jié)構(gòu)在火災下的反應(yīng)。關(guān)鍵詞鍵詞：熱力學性能自密實混凝土高強混凝土纖維混凝土熱膨脹系數(shù)簡介簡介混凝土由于有較好的防火性能，而在首先考慮防火安全的建筑物和其他建筑設(shè)施中有著廣泛的應(yīng)用。在過去的幾十年中，混凝土技術(shù)有了重大研究和發(fā)展，并由此產(chǎn)生了高性能混凝土。高性能混凝土包括高強混凝土，自密實混凝土，粉煤灰混凝土和纖維混凝土，他們都

3、有驕傲高的強度，耐久性而且經(jīng)濟，所以得到了廣泛的應(yīng)用。在建筑物中使用高性能混凝土要考慮他們的防火性能。但是，一些最近的研究結(jié)果表明新型混凝土如高強混凝土并不能提供和普通混凝土相同的抗火性能。評價建筑結(jié)構(gòu)的防火性能需要了解建筑材料的高溫性能。對于混凝土來說，進行防火性能分析需要的性能分析是熱學，力學，破壞，和一些特殊性能如火災一起的脫落。熱學性能包括熱導率，比熱容，熱膨脹系數(shù)以及質(zhì)量損失。破壞性能如裂縫，力學性能如強度、破壞、和彈性模數(shù)，

4、都對結(jié)構(gòu)的防火性能有很大的影響。除此之外，在一定荷載作用下由火災引起的脫落，能夠改變混凝土結(jié)構(gòu)的防火反應(yīng)。這些所有的性能隨溫度的改變而改變，同時受配合比，骨料類型，有無纖維和化學摻加劑的影響。最近的一些研究結(jié)果表明，由HSC和SCC組成的結(jié)構(gòu)的防火性能較低，這是由于HSC和SCC的熱力學性能的不同。這同時也表明HSC和SCC可以通過摻入鋼纖維和聚丙烯纖維來提高其抗火性能。然而，對于纖維是如何提高抗火脫落的研究很少。要想了解其作用機制需要

5、知道混凝土高溫性能。雖然對于NSC的高溫性能有許多的數(shù)據(jù)可查，但是對于新型混凝土如HSCSCCFRC和FAC卻沒有數(shù)據(jù)可查。這份研究的主要目的是評估高性能混凝土的熱力學性能，包括HSCSCC和FAC的熱導率，比熱容和熱膨脹系數(shù)，同時也對纖維對性能的影響有所研究。熱導率和比熱容的測量范圍是20800攝氏度，熱膨脹系數(shù)的測量范圍是201000攝氏度。利用實驗數(shù)據(jù)得出了簡單的熱力學性能的溫度函數(shù)。研究意義研究意義火災下溫度在混凝土結(jié)構(gòu)中的發(fā)展

6、很大程度上取決于建筑材料的熱力學性能，也就是混凝土和鋼筋。當前，卻少有新型混凝土如HSC，SSC和FAC的熱力學性能的數(shù)據(jù)。這篇文章給出了熱導率和比熱容在20800攝氏度以及熱膨脹系數(shù)在201000攝氏度的實驗數(shù)據(jù)。這些實驗數(shù)據(jù)得出了熱力學性能與溫度的函數(shù)關(guān)系，這些函數(shù)關(guān)系可以用來計算溫度模型和鋼筋混凝土火災下的反應(yīng)?；炷恋臒崃W性能混凝土的熱力學性能在眾多的建筑材料中，混凝土有較高的耐火性能。然而，一些最近的研究表明熱膨脹系數(shù)是等壓

7、(p一定)條件下，單位溫度變化所導致的體積變化。由溫度升高引起的熱應(yīng)力導致了熱膨脹系數(shù)的線性變化?；炷恋臒崤蛎浵禂?shù)主要影響因素是水泥類型，含水量，骨料類型，溫度和混凝土的齡期。混凝土的熱膨脹系數(shù)還受其他因素的影響，如含水量變化引起的附加體積的變化，化學反應(yīng)（水化反應(yīng)，成分變化），有溫度變化引起的溫度應(yīng)力引起的裂縫。在某些情況下，由于加熱或溫度升高引起的水分的減少會導致熱收縮，并且這可能導致整體的體積減少，也就是說收縮大于膨脹。圖3顯示