超高韌性水泥基復(fù)合材料耐火性能試驗(yàn)研究.pdf

1、超高韌性水泥基復(fù)合材料(ECC)在常溫下具有出色的拉伸性能、控裂能力以及非線性變形能力，具有廣闊的應(yīng)用前景。目前國內(nèi)外對于ECC常溫下的力學(xué)性能已經(jīng)進(jìn)行了廣泛的研究，但對其耐火性能的研究還相對較少，對鋼筋增強(qiáng)ECC約束梁的耐火性能，國內(nèi)外還是一片空白。本文圍繞鋼筋增強(qiáng)ECC約束梁的耐火性能，主要進(jìn)行的工作和結(jié)論如下:
　　1.對ECC試塊高溫后的力學(xué)性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究，研究了高溫對其抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度以及質(zhì)量損失的影響，并通過掃描

2、電子顯微鏡研究了ECC微觀結(jié)構(gòu)的高溫劣化機(jī)理。試驗(yàn)結(jié)果表明:經(jīng)歷不同高溫后ECC并未發(fā)生爆裂現(xiàn)象，ECC試塊表面也沒有出現(xiàn)可見裂紋;在ECC試塊立方體抗壓試驗(yàn)中，ECC試塊在經(jīng)歷200℃及以下的溫度后，破壞時(shí)具有明顯的多裂縫開展形態(tài)，試件破壞時(shí)具有較好的完整性，為顯著的塑性破壞，在經(jīng)歷300℃及以上的溫度后破壞形態(tài)發(fā)生明顯改變，為顯著的脆性破壞;200℃～300℃時(shí)，PVA纖維發(fā)生熔化，ECC的立方體抗壓強(qiáng)度有一個(gè)較大幅度的下降;ECC

3、在100℃時(shí)，殘余抗折強(qiáng)度比常溫下還略有提高，此后200℃～300℃時(shí)，ECC殘余抗折強(qiáng)度迅速下降，300℃～800℃時(shí)，ECC材料的殘余抗折強(qiáng)度下降緩慢，特別是400℃以后，殘余抗折強(qiáng)度基本保持不變。
　　2.對3根鋼筋混凝土(RC)約束梁、3根鋼筋增強(qiáng)ECC(RECC)約束梁、2根鋼筋混凝土/ECC(RC/ECC)組合約束梁進(jìn)行了升降溫全過程的耐火性能試驗(yàn)，研究了升降溫全過程中梁端約束、升溫時(shí)間等參數(shù)對約束梁高溫下的變形和內(nèi)力

4、的影響，比較了RC約束梁、RECC約束梁和RC/ECC約束梁高溫下的溫度場分布、變形和內(nèi)力，試驗(yàn)結(jié)果表明:在升溫過程中，RECC梁內(nèi)部測點(diǎn)溫度小于相應(yīng)的RC梁;在整個(gè)升降溫過程中，RECC梁內(nèi)部溫度測點(diǎn)溫度變化規(guī)律基本與RC梁一致;在相同的條件下，RECC梁試件的跨中撓度小于RC梁;升溫時(shí)間為60min的RECC梁和RC梁，RECC梁軸向變形峰值要比RC梁低，升溫時(shí)間為120min的RECC梁和RC梁，軸向變形峰值比較接近;在整個(gè)升降溫

5、過程中RECC梁的軸力＜RC/ECC梁的軸力＜RC梁的軸力;RECC梁的梁端彎矩在全過程中都小于RC梁;RC/ECC組合約束梁高溫下的響應(yīng)與RC約束梁基本相同。
　　3.利用SAFIR程序，對RC約束梁升降溫全過程的溫度場、變形和內(nèi)力進(jìn)行了數(shù)值分析，并用RC約束梁數(shù)值分析結(jié)果與RECC約束梁、RC/ECC約束梁的溫度場、變形和內(nèi)力進(jìn)行了比較分析。研究結(jié)果表明:RC約束梁的數(shù)值分析結(jié)果與RC約束梁和RC/ECC約束梁的試驗(yàn)結(jié)果符合較

6、好;由于對高溫下ECC的研究還比較少，采用混凝土的參數(shù)不能很好的模擬RECC高溫下的溫度場、變形和內(nèi)力。
　　4.對常溫下1根RECC約束梁和高溫后8根約束梁進(jìn)行了靜載試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明:常溫下的RECC約束梁呈現(xiàn)彎曲破壞特征，高溫后的RECC約束梁呈現(xiàn)剪切破壞特征，ECC的剪切性能因受高溫而大幅度的下降，為了使RECC梁有較好的耐火性能，配置足夠的抗剪箍筋是必要的;高溫后的RECC約束梁的剛度大于RC約束梁。
　　5.分析