高温下钢纤维陶瓷骨料混凝土的劈裂抗拉性能研究
Study on Splitting Tensile Properties of Steel Fiber Reinforced Ceramic Aggregate Concrete at High Temperature
关键词：
高温；加载率；陶瓷骨料；钢纤维；混凝土；劈裂抗拉强度
Key words：
High temperature; Loading rate; Ceramic aggregate; Steel fiber; Concrete; Splitting tensile strength
刊期：
2023年第3期
DOI：
10.19761/j.1000-4637.2023.03.051.05
文章编号：
基金项目：
作者：
刘洋帆，陶俊林
单位：
西南科技大学 土木工程与建筑学院，四川 绵阳 621010
摘要
摘 要：研究了温度(20、170、220、270、320、500、750、1 000 ℃)和加载率（0.5 kN/s、5.0 kN/s）对普通混凝土和钢纤维陶瓷骨料混凝土劈裂抗拉性能的影响。结果表明：高温下普通混凝土与钢纤维陶瓷骨料混凝土的劈裂抗拉强度均存在加载率强化效应；普通混凝土的劈裂抗拉强度在20~1 000 ℃内总体表现为温度软化效应，其中，在170~220 ℃内以温度强化效应为主；钢纤维陶瓷骨料混凝土的劈裂抗拉强度表现出明显的温度软化效应；各温度下，钢纤维陶瓷骨料混凝土的的劈裂抗拉强度均高于普通混凝土，表现出良好的耐高温性能。
Abstract: The effects of temperatures (20, 170, 220, 270, 320, 500, 750, 1 000 ℃) and loading rates (0.5 kN/s, 5.0 kN/s) on the splitting tensile properties of ordinary concrete and steel fiber reinforced ceramic aggregate concrete were studied. The results show that the splitting tensile strength of ordinary concrete and steel fiber reinforced ceramic aggregate concrete under high temperature is strengthened by loading rate. The splitting tensile strength of ordinary concrete generally shows the temperature softening effect at 20~1 000 ℃, and the temperature strengthening effect is dominant at 170~220 ℃. The splitting tensile strength of steel fiber reinforced ceramic aggregate concrete shows obvious temperature softening effect. At all temperatures, the splitting tensile strength of steel fiber reinforced ceramic aggregate concrete is higher than that of ordinary concrete, showing good high temperature resistance.
结论
（1）高温下，普通混凝土与钢纤维陶瓷骨料混凝土的劈裂抗拉破坏模式不同，普通混凝土为脆性断裂破坏，钢纤维陶瓷骨料混凝土为裂而不开。
（2）高温下，普通混凝土与钢纤维陶瓷骨料混凝土的劈裂抗拉强度均存在加载率强化效应。普通混凝土与钢纤维陶瓷骨料混凝土的劈裂抗拉强度均在220 ℃时对加载率的敏感性最低，在1 000 ℃时对加载率的敏感性最高。
（3）普通混凝土的劈裂抗拉强度在170~220 ℃范围内以温度强化效应为主，但在整个升温过程中总体表现为温度软化效应。钢纤维陶瓷骨料混凝土的劈裂抗拉强度表现为明显的温度软化效应。
（4）各温度下，钢纤维陶瓷骨料混凝土的劈裂抗拉强度均高于普通混凝土；在1 000 ℃时，钢纤维陶瓷骨料混凝土的劈裂抗拉强度为20 ℃时的21%，远高于普通混凝土，表现出较好的耐高温性能。
参考文献
[1] 杨倩,贾恒瑞,陈宗平.火灾高温后混凝土剩余强度及本构方程研究[J].混凝土与水泥制品,2022(3):28-33.
[2] 覃丽坤,宋玉普,王玉杰,等.高温对混凝土力学性能影响的试验研究[J].混凝土,2004(5):9-11.
[3] 罗小宝,刘真.硅粉对混凝土高温后力学性能影响的试验研究[J].建筑结构,2021,51(9):70-73,22.
[4] 金鑫,杜红秀,阎蕊珍.高性能混凝土高温后劈裂抗拉强度试验研究[J].太原理工大学学报,2013,44(5):637-640.
[5] 陈晨,张晓东,李曈,等.高温后PVA-玄武岩混杂纤维高性能混凝土力学性能试验研究[J].混凝土与水泥制品,2021(7):63-66,75.
[6] 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.
[7] WANG Y Y,LIU F Q,XU L F,et al.Effect of Elevated Temperatures and Cooling Methods on Strength of Concrete Made with Coarse and Fine Recycled Concrete Aggregates[J].Construction and Building Materials,2019,210:540-547.
[8] YAO W J,PANG J Y,LIU Y S.Performance Degradation and Microscopic Analysis of Lightweight Aggregate Concrete After Exposure to High Temperature[J].Materials,2020,13(7):13071566.
[9] WU X G,YANG J H,LIN H X,et al,Mechanical Properties and Damage Mechanism of Shale Ceramsite Concrete After High-temperature Treatment[J].Journal of Materials in Civil Engineering,2022,34(7):04022123.
[10] 乔宏霞,彭宽,陈克凡,等.陶瓷骨料再生混凝土高温损伤研究[J].硅酸盐通报,2019,38(9):2902-2909.
[11] 毋雪梅,李素平.废弃陶瓷再生混凝土耐火性研究[J].河南建材,2014(5):21-23.
[12] HALICKA A,OGRODNIK P,ZEGARDLO B.Using Ceramic Sanitary Ware Waste as Concrete Aggregate[J].Construction and Building Materials,2013,48:295-305.
[13] 李杰,卢朝辉,张其云．混凝土随机损伤本构关系——单轴受压分析[J]．同济大学学报(自然科学版),2003,31(5):505-509.
[14] GUO Z Y.Experimental Study on the Effect of Volume Ratio of Steel Fiber on Mechanical Properties of Ceramsite Concrete[J].Open Access Library Journal,2022,9(4):1-12.
[15] 李辛庚,闫风洁,岳雪涛,等.陶粒混凝土的研究进展[J].硅酸盐通报,2020,39(11):3407-3418,3452.
[16] 张丽娟,高丹盈,朱海堂,等.钢纤维再生混凝土劈拉强度试验研究[J].华北水利水电学院学报,2013,34(1):27-31.
[17] 高丹盈,赵亮平,杨淑慧.纤维矿渣微粉混凝土高温中的劈拉性能[J].硅酸盐学报,2012,40(5):677-684.
引用本文
刘洋帆,陶俊林.高温下钢纤维陶瓷骨料混凝土的劈裂抗拉性能研究[J].混凝土与水泥制品,2023(3):51-55.
LIU Y F,TAO J L.Study on Splitting Tensile Properties of Steel Fiber Reinforced Ceramic Aggregate Concrete at High Temperature[J].China Concrete and Cement Products,2023(3):51-55.
上一个： 配工字型钢混凝土梁的剪扭性能数值模拟分析
下一个： 钢纤维混凝土的受力破坏机制及力学性能研究
相关文件