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发布时间:2020-01-06 00:00:00
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水胶比对RPC高温抗爆裂及残余力学性能的影响研究
Study on the Effect of Water-binder Ratio on the High Temperature Burst Resistance and Mechanical Properties of RPC
2020年第7期
水胶比;活性粉末混凝土;高温作用;高温爆裂;力学性能;TG-DSC
Water-binder ratio; Reactive powder concrete; High temperature action; Explosive spalling; Mechanical property; TG-DSC
2020年第7期
10.19761/j.1000-4637.2020.07.007.05
河北省科技厅科技计划项目 (15273814);张家口市科技计划项目(1811009B-05);河北建筑工程学院创新基金(XB201913、XB201928)。
孙 婧1,2,刘宏波1,2,王 宏1,华志岩1,兰建伟1
1.河北建筑工程学院,张家口 075000;2.河北土木工程诊断、改造与抗灾重点实验室,张家口 075000

孙 婧1,2,刘宏波1,2,王 宏1,华志岩1,兰建伟1

孙婧,刘宏波,王宏,等.水胶比对RPC高温抗爆裂及残余力学性能的影响研究[J].混凝土与水泥制品,2020(7):7-11.

SUN Jing,LIU Hong-bo,WANG Hong,et al.Study on the Effect of Water-binder Ratio on the High Temperature Burst Resistance and Mechanical Properties of RPC [J].China Concrete and Cement Products,2020(7):7-11.

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摘 要:通过制备不同水胶比的RPC120级活性粉末混凝土,研究了不同水胶比的RPC试件在200~1000℃内抗高温爆裂性能及强度和质量损失率随温度的变化规律。对高温后试件进行了断面结构观察,并结合热重分析(TG)及差示扫描量热分析(DSC),研究了RPC高温作用后的性能变化机理。结果表明,水胶比在0.18~0.21范围内,0.18组的RPC抗高温爆裂能力及力学性能是最优的;不同水胶比的RPC强度随着受热温度的升高,都呈现出先增大再减小的趋势,抗压强度的临界温度为300℃,抗折强度的临界温度为200℃。在20~300℃,RPC高温性能的变化是由水化产物中自由水和结合水的失去所致,300~1000℃是水化产物的分解和钢纤维的氧化造成的。Abstract:Thereactivepowderconcrete(RPC120)withdifferentwaterbinderratiowasprepared.Thehightemperatureburstresistance,strengthandmasslossrateofRPCspecimenswithdifferentwaterbinderratiointheheatingrangeof200~1000℃werestudied.Thecrosssectionstructureofthespecimensafterhightemperaturewasobserved.ThemechanismofRPCperformancechangeafterhightemperaturewasstudiedbyTGandDSC.Theresultsshowthatwhenthewater-binderratioisintherangeof0.18~0.21.ThehightemperatureburstresistanceandmechanicalpropertiesofRPCwithwater-binderratioof0.18arethebest.ThecompressivestrengthofRPCwithdifferentwater-binderratioincreasesfirstandthendecreases.Thecriticaltemperatureofstrengthis300℃andthecriticaltemperatureofflexuralstrengthis200℃.At20~300℃,thechangeofRPC′shightemperatureperformanceiscausedbythelossoffreewaterandbindingwaterinthehydrationproducts,andthechangeat300~1000℃isresultedfromthedecompositionofthehydrationproductsandtheoxidationofsteelfibers.
英文名 : Study on the Effect of Water-binder Ratio on the High Temperature Burst Resistance and Mechanical Properties of RPC
刊期 : 2020年第7期
关键词 : 水胶比;活性粉末混凝土;高温作用;高温爆裂;力学性能;TG-DSC
Key words : Water-binder ratio; Reactive powder concrete; High temperature action; Explosive spalling; Mechanical property; TG-DSC
刊期 : 2020年第7期
DOI : 10.19761/j.1000-4637.2020.07.007.05
文章编号 :
基金项目 : 河北省科技厅科技计划项目 (15273814);张家口市科技计划项目(1811009B-05);河北建筑工程学院创新基金(XB201913、XB201928)。
作者 : 孙 婧1,2,刘宏波1,2,王 宏1,华志岩1,兰建伟1
单位 : 1.河北建筑工程学院,张家口 075000;2.河北土木工程诊断、改造与抗灾重点实验室,张家口 075000

孙 婧1,2,刘宏波1,2,王 宏1,华志岩1,兰建伟1

孙婧,刘宏波,王宏,等.水胶比对RPC高温抗爆裂及残余力学性能的影响研究[J].混凝土与水泥制品,2020(7):7-11.

SUN Jing,LIU Hong-bo,WANG Hong,et al.Study on the Effect of Water-binder Ratio on the High Temperature Burst Resistance and Mechanical Properties of RPC [J].China Concrete and Cement Products,2020(7):7-11.

摘要
参数
结论
参考文献
引用本文

摘  要:通过制备不同水胶比的RPC120级活性粉末混凝土,研究了不同水胶比的RPC试件在200~1 000 ℃内抗高温爆裂性能及强度和质量损失率随温度的变化规律。对高温后试件进行了断面结构观察,并结合热重分析(TG)及差示扫描量热分析(DSC),研究了RPC高温作用后的性能变化机理。结果表明,水胶比在0.18~0.21范围内,0.18组的RPC抗高温爆裂能力及力学性能是最优的;不同水胶比的RPC强度随着受热温度的升高,都呈现出先增大再减小的趋势,抗压强度的临界温度为300 ℃,抗折强度的临界温度为200 ℃。在20~300 ℃,RPC高温性能的变化是由水化产物中自由水和结合水的失去所致,300~1 000 ℃是水化产物的分解和钢纤维的氧化造成的。

Abstract: The reactive powder concrete (RPC120) with different water binder ratio was prepared. The high temperature burst resistance, strength and mass loss rate of RPC specimens with different water binder ratio in the heating range of 200~1 000 ℃ were studied. The cross section structure of the specimens after high temperature was observed. The mechanism of RPC performance change after high temperature was studied by TG and DSC. The results show that when the water-binder ratio is in the range of 0.18~0.21. The high temperature burst resistance and mechanical properties of RPC with water-binder ratio of 0.18 are the best. The compressive strength of RPC with different water-binder ratio increases first and then decreases. The critical temperature of strength is 300 ℃ and the critical temperature of flexural strength is 200 ℃. At 20~300 ℃, the change of RPC′s high temperature performance is caused by the loss of free water and binding water in the hydration products, and the change at 300~1 000 ℃ is resulted from the decomposition of the hydration products and the oxidation of steel fibers.

关键词:
水胶比;活性粉末混凝土;高温作用;高温爆裂;力学性能;TG-DSC
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(1)由于RPC内部非常致密,在高温的作用下内部的自由水无法蒸发,故会发生爆裂现象,而不同水胶比的RPC抗爆裂性能不同,在高温作用下水胶比0.18的RPC抗爆裂性能最好。
(2)在20~1 000 ℃范围内,当水胶比为0.18时,由于水胶比较低,RPC试件在各个设定的温度等级下的抗压强度和抗折强度都是最高的。
(3)不同温度、不同水胶比的RPC抗压强度和抗折强度曲线都呈现出先增加后减小的趋势,抗压强度变化临界点为300 ℃,而抗折强度的临界点为200 ℃。选取高温作用后残余强度最高的水胶比为0.18组,根据临界点温度分别对其抗压强度、抗折强度进行了不同温度下的分段拟合,可为高温作用后的RPC强度估算提供依据。
(4)RPC在高温后的质量损失率均随温度的升高逐渐增加,细观结构观察发现随着受热温度的升高,RPC试块裂缝数量和宽度逐渐增加。
(5)由TG-DSC曲线可知,随着温度的升高,RPC内部发生一系列反应,先是水化产物中失去大量自由水和结合水,然后C-S-H、CaCO3、Ca(OH)2等水化产物分解,导致试件内部结构破坏强度降低。
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孙婧,刘宏波,王宏,等.水胶比对RPC高温抗爆裂及残余力学性能的影响研究[J].混凝土与水泥制品,2020(7):7-11.

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