高性能混凝土的防火性能、機(jī)理及數(shù)值模擬研究.pdf

1、該文針對(duì)高溫作用后的高性能混凝土,研究了其宏觀力學(xué)性能劣化、笛觀組成和結(jié)構(gòu)的變化特點(diǎn)及機(jī)理,建立了高溫下混凝土內(nèi)耦合熱傳導(dǎo)、水分遷移過(guò)程的數(shù)學(xué)模型,開展了在不同火災(zāi)環(huán)境中結(jié)構(gòu)單元內(nèi)部瞬態(tài)、非線性溫度場(chǎng)有限元數(shù)值計(jì)算與計(jì)算機(jī)模擬的研究,對(duì)已有的混凝土防火設(shè)計(jì)規(guī)范應(yīng)用于高性能混凝土提出了相應(yīng)的修改建議.研究結(jié)果一方面為火災(zāi)后高性能混凝土材料損傷的評(píng)估,另一方面為高性能混凝土結(jié)構(gòu)防災(zāi)、減災(zāi)提供重要的試驗(yàn)和理論的依據(jù).該文主要研究?jī)?nèi)容和成果如下

2、.第一章綜述了混凝土特別是高強(qiáng)和高性能混凝土的防火性能研究方面的意義、最新的研究進(jìn)展及存在的問(wèn)題,并據(jù)此提出了該文的研究方向與思想.第二章簡(jiǎn)術(shù)了在該文中所進(jìn)行的試驗(yàn)研究中采用的原材料、配合比、儀器設(shè)備及試驗(yàn)方法.第三章從材料、環(huán)境因素兩大方面研究探討了高性能混凝土在經(jīng)歷不同的高溫和冷卻制度后,剩余的抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、劈拉強(qiáng)度、抗彎韌性、荷載和撓度關(guān)系曲線等力學(xué)性能的變化規(guī)律,揭示了各因素對(duì)高性能混凝土力學(xué)行為的影響.第四章運(yùn)用掃描電子

3、顯微鏡SEM,能譜分析EDS分析了高性能混凝土在高溫前后基體、集料及兩者界面微觀形貌、組成的變化特點(diǎn);利用水銀壓力測(cè)孔技術(shù)(MIP),測(cè)定了高性能混凝土中水泥砂漿在高溫前后微、細(xì)微孔結(jié)構(gòu),包括孔隙率、孔徑形貌、孔徑尺度及其分布的變化;分析探討了高溫后高性能混凝土的微觀、細(xì)觀結(jié)構(gòu)的變化及其與力學(xué)行為變化的關(guān)系.第五章針對(duì)混凝土多孔材料自身的特點(diǎn),分析了影響高溫環(huán)境中結(jié)構(gòu)內(nèi)部傳質(zhì)、傳熱的因素與相應(yīng)機(jī)理,在質(zhì)量守恒、能量守恒的基礎(chǔ)上建立溫度場(chǎng)

4、、孔壓場(chǎng)的分布、變化規(guī)律及其耦合作用的數(shù)學(xué)模型.第六章在分析推導(dǎo)二維非穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)的有限元格式基礎(chǔ)上,利用前一章提出的數(shù)學(xué)模型的簡(jiǎn)化形式,運(yùn)用有限元數(shù)值計(jì)算方法和計(jì)算機(jī)模擬技術(shù),對(duì)分別暴露在慢速升溫(5℃/min)和快速升溫(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)升溫曲線ISO834)制度下混凝土結(jié)構(gòu)單元中瞬態(tài)、非線性溫度場(chǎng)隨時(shí)間變化的全過(guò)程開展了模擬研究.第七章討論了高性能混凝土高溫后損傷的無(wú)損檢測(cè)方法及測(cè)試結(jié)果的特點(diǎn),并且與普通混凝土的情況進(jìn)行了比較,揭示出高