高温作用下轻骨料混凝土力学性能研究

作     者：申海洋 刘凌晖 任磊 SHEN Haiyang;LIU Linghui;REN Lei

作者机构：山西工程科技职业大学山西晋中030619 中南大学土木工程学院湖南长沙410075 裕祥建设工程股份有限公司山西太原034000 

出 版 物：《铁道科学与工程学报》 (Journal of Railway Science and Engineering)

年 卷 期：2022年第19卷第10期

页      面：2976-2983页

核心收录：

学科分类：0907[农学-林学] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51978669)。 

主　　题：火灾高温 轻骨料混凝土 抗压强度 劈裂抗拉强度 动态压缩性能 相对动弹性模量 

摘      要：由于火灾事故频发,给建筑消防领域带来严重的安全隐患,因此,建筑物的抗火设计逐渐成为结构设计中最为重要的环节。然而,针对轻骨料混凝土在高温作用下的静态和动态力学性能以及内部损伤情况的研究鲜有报道。为研究火灾高温对轻骨料(页岩陶粒)混凝土力学性能的影响,用陶粒替代部分粗骨料制备4组不同替代率参数的轻骨料混凝土,并在火灾高温至800℃的条件下对轻骨料混凝土试件分别开展抗压强度、劈裂抗拉强度试验和动态压缩性能试验,测试相应条件下试件的质量和相对动弹性模量。研究结果表明:在火灾高温作用下,轻骨料混凝土内部更加疏松,质量、抗压强度、劈裂抗拉强度和相对动弹性模量逐渐降低且随着温度的升高下降速率更快,当温度为800℃时,抗压强度和劈裂抗拉强度最大损失率分别为81.82%和69.72%;初始阶段高温作用改善了轻骨料混凝土内部微观结构,促进了火山灰及水泥的水化反应;但温度的升高使得胶凝结构内部较为疏松分散,水泥石和轻骨料的黏结强度有所降低,水泥石裂纹逐渐扩张发展,进而加剧强度的损失;从工程实际应用和火灾高温环境下轻骨料混凝土的力学性能角度考虑,建议轻骨料掺量在30%左右,当800℃高温作用时,强度损失率最低。