混凝土抗高温性能资料共36页
混凝土的高温性能研究
混凝土的高温性能研究随着高温环境下建筑结构遭受破坏的案例不断增加，研究混凝土的高温性能变得至关重要。
本文将探讨混凝土在高温下的性能和相关研究成果。
一、研究背景混凝土作为一种重要的建筑材料，其性能在高温环境下的表现关系到建筑结构的安全性和耐久性。
由于高温条件下混凝土内部水分蒸发、材料结构发生变异等因素的作用，混凝土的力学性能以及耐火性能都会发生明显变化。
二、混凝土的高温行为1. 力学性能高温会对混凝土的抗压强度、抗拉强度和弯曲强度产生不同程度的影响。
研究发现，在高温作用下，混凝土的强度可能出现下降，部分原因是因为水分蒸发导致材料内部空洞增大。
此外，高温还可能引起混凝土内部的微观裂缝形成，从而降低其力学性能。
2. 耐火性能混凝土的耐火性能是指材料在高温下能够保持其结构完整性和力学性能的能力。
随着高温的升高，混凝土可能会发生脱水、水化产物分解、孔隙增大等现象，从而导致结构破坏。
因此，提高混凝土的耐火性能成为研究的重点。
三、混凝土高温性能研究方法1. 实验方法通过在实验室中对混凝土进行高温暴露试验，可以研究其力学性能和耐火性能的变化规律。
实验中通常采用热失重法、超声波法、X射线衍射等技术手段对混凝土进行分析和检测。
2. 数值模拟方法数值模拟方法可以通过建立适当的模型和参数来预测混凝土在高温下的行为。
该方法可以提供相对快速和经济的手段，用于评估不同温度条件下混凝土的性能。
四、混凝土高温性能改善方法1. 材料改性通过添加一些改性剂或添加剂，可以显著改善混凝土的高温性能。
例如，添加纤维增强材料可以提高混凝土的抗裂性能和抗温梯度性能。
添加膨胀剂可以减少混凝土内部应力的积累。
2. 结构优化通过优化结构设计和构造方法，可以减少混凝土在高温条件下的受热面积，降低混凝土的高温暴露时间。
合理的结构构造可以提高混凝土在高温下的耐久性能。
五、混凝土高温性能研究进展近年来，国内外学者对混凝土的高温性能进行了广泛的研究。
研究成果表明，通过改变混凝土配比、添加适当的改性剂和添加剂，可以有效提高混凝土在高温下的力学性能和耐火性能。
高温后混凝土力学性能的分析
混 凝 土的高 沮性 能分 析
混凝 土是 一种 人工 的复 合材料 ， 由水 泥 、 水、 骨料 等组成 ， 按 照预定 的 比例 配合 ， 经过搅拌 、 注模、 震 捣等工 序后 ， 在 水泥 的凝结 、 硬化 过程 中的胶 结作用 下 形成 。 其主 要成 分为 水泥 、 水 和粗 、 细骨料 。 水泥 中主要 成分 有硅 酸三 钙（ ３ Ｃ ａ Ｏ ？ Ｓ ｉ ０ ２ ） 、 硅 酸二 钙（ ２ Ｃ ａ Ｏ・ Ｓ ｉ Ｏ２ ） 、 铝 酸三 钙（ ３ Ｃ ａ Ｏ・ Ａ ｉ ２ ０ ３ ） 。 水 泥与 水作 用 ， 发生 水 化反 应 ， 其主 要产物 为水 化硅 酸钙 （ ３ Ｃ ａ Ｏ ？ ２ Ｓ ｉ Ｏ ２ ７ ３ Ｈ２ ０ ） 、 水化 铝酸 三钙 （ ３ Ｃ ａ Ｏ ？ Ａ １ ２ ０ ３ ７ ６ Ｈ ２ ０ ） 、 氢 氧化 钙（ Ｃ ａ （ Ｏ Ｈ） ２ ） 。 在火 灾高 温作 用后 ， 混 凝土 的组 成成分 及 结构 随温 度的变 化 ， 会 发生一 系列 物理 化学变 化 ， 这些 变化 导致 混凝 土力学 性 能 的改变 。 同时， 静置 时 间和冷 却方 式 等也对 混 凝土 强度产 生 影响 。
二． 试 验 现象
后， 热抗 压强度 和 自然 冷抗压 强度 下降基本相 同约为２ ／ ３ ， 浇水 冷抗 压强度 下降
更快 。
四 峰 值应 力 与平均 模 量的 变化
图１ 所示 为高 温后两 种混 凝土峰 值应 力随温 度 的变化情 况 。 从 图中可 以看
出： 随着温度 的升 高 ， 混凝 土峰值 应力 总体呈 值 应力 随加热 温度升 高而 降低 的幅度 不大 ； 而 当温度 超过 粼刃 ℃以后 ， 峰值 应
约１ ／ ３ ， 自然冷 却抗压 强度 降低 约１ ／ ２ ， 浇水 冷却 抗压 强度 降得更 低 ． ６ ０ ０ ＂ Ｃ左 右
混凝土材料高温性能试验方法
混凝土材料高温性能试验方法一、引言混凝土是一种常见的建筑材料，其性能与使用寿命直接影响着建筑物的安全性和稳定性。
在高温环境下，混凝土的性能会发生变化，因此需要对混凝土材料的高温性能进行测试。
本文将介绍混凝土材料高温性能试验方法。
二、试验前准备1.试验设备准备：高温炉、温度控制器、试验机、试样模具等。
2.试验样品准备：混凝土试块或圆柱体试样。
3.试验环境准备：确定试验环境温度和试验时间。
三、试验方法1.试样制备（1）混凝土试块的制备将混凝土拌和料按照规定配合比和拌和工艺制备成混凝土试块，试块尺寸为150mm×150mm×150mm。
（2）圆柱体试样的制备将混凝土拌和料按照规定配合比和拌和工艺制备成混凝土圆柱体试样，试样尺寸为100mm×200mm。
2.试验操作（1）试样加热将试样放入高温炉中，根据试验要求将温度升至所需温度，保持一定时间，使试样达到平衡状态。
（2）试样冷却将试样从高温炉中取出，放置于试验台上，待试样温度降至室温后进行试验。
（3）试验使用试验机对试样进行力学性能测试，如抗压强度、弹性模量等。
四、试验数据处理1.试验数据的处理根据试验数据计算试样的抗压强度、弹性模量等力学性能指标。
2.试验结果的分析根据试验结果分析混凝土在高温环境下的性能变化及影响因素。
五、注意事项1.试验过程中应注意保护试验人员的安全，如佩戴防护手套、眼镜等。
2.试样制备过程中应注意混凝土拌和比例、拌和时间等参数的控制，以保证试样的质量。
3.试验过程中应注意高温炉温度的控制，避免试样受到过高的温度影响，影响试验结果。
4.试验结果应进行统计分析，得出结论并与实际情况进行比较。
六、结论通过对混凝土材料高温性能的试验，可以得出混凝土在高温环境下的力学性能指标，为混凝土的使用提供科学的依据，同时也为混凝土的研发提供参考。
在试验过程中，应注意试验设备、试验样品、试验环境的准备，以及试验数据处理和试验结果分析等方面的注意事项。
混凝土的高温性能试验研究
混凝土的高温性能试验研究一、研究背景混凝土作为一种重要的建筑材料，其高温性能也是一个重要的研究方向。
在火灾等高温环境下，混凝土材料的性能会发生变化，需要对其高温性能进行研究，以保障建筑物的安全。
本文将探讨混凝土的高温性能试验研究。
二、研究内容1.混凝土高温性能试验的目的混凝土在高温环境下性能的变化，包括其强度、耐久性、抗裂性、变形性等，这些性能的变化会直接影响建筑物的安全性。
因此，混凝土高温性能试验的主要目的是研究混凝土在高温环境下的变化规律，为建筑物的防火设计提供科学依据。
2.混凝土高温性能试验的方法混凝土高温性能试验的方法包括热膨胀试验、抗压试验、抗拉试验、弯曲试验等。
其中，热膨胀试验是评价混凝土高温性能的重要指标之一，可以用来测定混凝土在高温环境下的体积变化情况。
抗压试验可以用来评估混凝土在高温环境下的强度变化情况，抗拉试验和弯曲试验则可以评估混凝土在高温环境下的抗裂性和变形性能。
3.混凝土高温性能试验的分析混凝土在高温环境下的性能变化主要包括以下几个方面：（1）强度变化：混凝土在高温环境下，其强度会受到影响，通常会出现强度降低的情况。
（2）体积变化：混凝土在高温环境下，由于热膨胀等原因，其体积会发生变化。
同时，混凝土中的孔隙也会发生变化，从而影响混凝土的性能。
（3）抗裂性变化：混凝土在高温环境下，其抗裂性能也会受到影响。
通常会出现裂纹扩展的情况。
（4）变形性变化：混凝土在高温环境下，其变形性能也会受到影响。
通常会出现变形增大的情况。
4.混凝土高温性能试验的应用混凝土高温性能试验的应用主要体现在建筑物的防火设计中。
通过研究混凝土在高温环境下的性能变化规律，可以为建筑物的防火设计提供科学依据。
同时，还可以指导混凝土材料的选用和工程施工的实践。
三、研究案例以某高层建筑为例，进行混凝土高温性能试验研究。
1.试验方法采用热膨胀试验、抗压试验、抗拉试验、弯曲试验等方法，对混凝土在不同高温环境下的性能进行评估。
混凝土抗高温性能
19.5.3 结构高温分析和近似计算
结构高温分析包括：
1.确定温度-时间曲线和分析结构的温度场；
2.确定材料的高温耦合本构关系和分析构件截 面的内力-变形-温度-时间关联特性；
3.分析杆系结构或二、三维结构的温度内力和 变形，确定极限承载力或耐火极限等。
结构高温分析的一般原理和方法与常温结构的无异。 但是，首先要确定在t时刻的结构温度场，建立材料的 高温本构关系，然后代入相应的几何（变形）协调方 程和平衡方程，求解后得到截面的或结构的应力（内 力）和变形状态，进行极限承载力的校核。
抗拉强度与抗压 强度随温度变化 规律不同，其比 值不是一个常数， 在T=300~500℃ 之间出现最小值。
高温是钢筋和混凝土的粘结强度
钢筋和混凝土的粘结 强度随试验温度升高而 降低的趋势与抗拉强度 相似。高温时粘结强度 因钢筋表面形状和锈蚀 程度而有较大差别。
19.4 混凝土的耦合本构关系
两种极端的、基 本的应力-温度途径： 1.OAP——先升温 后加载，或称恒温 加载途径。 2.OBP——先加载 后升温，或称恒载 下升温途径。
抗高温性能
因火灾“受伤”琴桥进行混凝土修复“手术”
火灾导致桥洞混凝土梁板炭化，致使梁板出现大面积剥落、 露筋、裂缝、预应力下降现象，桥梁“受伤”较重，降低了使用 寿命。
过火后 的立柱 表面混 凝土 火灾后 楼板
火灾后 预应力 管道
19.1 结构抗高温的特点
抗高温（火）的钢筋混凝土结构具有下 述特点： 1.不均匀温度 2.材料性能的严重恶化 3.应力-应变-温度-时间的耦合本构关系 4.截面应力和结构内力的重分布
混凝土棱柱体或圆柱体的受压应力-应变全曲 线，随试验温度的增高而趋向扁平，峰点显著下移 和右移，即棱柱体高温抗压强度和峰值应变增大。
混凝土在高温环境下的性能变化研究
混凝土在高温环境下的性能变化研究一、引言混凝土是建筑结构中最常用的材料之一，但是在高温环境下，混凝土的性能会发生变化，因此对混凝土在高温环境下的性能变化进行研究具有重要的意义。
本文将从混凝土在高温环境下的力学性能、物理性能、化学性能等方面进行探讨。
二、混凝土在高温环境下的力学性能变化1. 强度变化混凝土在高温环境下，其强度会发生变化。
研究表明，当混凝土在高温环境下暴露时间较短时，强度会有所提高。
但是，当暴露时间超过一定阈值时，强度反而会下降。
这是因为在高温作用下，混凝土中的水分会蒸发，混凝土中的孔隙会扩大，导致混凝土的强度下降。
2. 变形性能变化混凝土在高温环境下，其变形性能也会发生变化。
研究表明，当混凝土在高温环境下暴露时间较短时，其变形性能会有所提高。
但是，当暴露时间超过一定阈值时，混凝土的变形性能会下降。
这是因为在高温作用下，混凝土中的水分蒸发，孔隙扩大，导致混凝土的变形性能下降。
3. 断裂韧度变化混凝土在高温环境下，其断裂韧度也会发生变化。
研究表明，在高温环境下，混凝土的断裂韧度会下降。
这是因为在高温作用下，混凝土中的水分蒸发，孔隙扩大，导致混凝土的断裂韧度下降。
三、混凝土在高温环境下的物理性能变化1. 密度变化混凝土在高温环境下，其密度会发生变化。
研究表明，在高温环境下，混凝土的密度会下降。
这是因为在高温作用下，混凝土中的水分蒸发，孔隙扩大，导致混凝土的密度下降。
2. 吸水性变化混凝土在高温环境下，其吸水性也会发生变化。
研究表明，在高温环境下，混凝土的吸水性会下降。
这是因为在高温作用下，混凝土中的孔隙扩大，导致混凝土的吸水性下降。
3. 热膨胀性变化混凝土在高温环境下，其热膨胀性也会发生变化。
研究表明，在高温环境下，混凝土的热膨胀性会增加。
这是因为在高温作用下，混凝土中的水分蒸发，孔隙扩大，导致混凝土的热膨胀性增加。
四、混凝土在高温环境下的化学性能变化1. pH值变化混凝土在高温环境下，其pH值也会发生变化。
钢筋混凝土结构抗高温性能
许海斌 王晓峰 杨晨 吴琪宇 朱泽宇 浙江科技学院钢筋混凝土结构抗高温性能研究综述【摘要】随着钢筋混凝土在现代建筑中越来越广泛的使用和近年来建筑物火灾发生的增长,人们有必要对混凝土结构的火损伤行为有更系统和量化的理解。
在高温(火灾)条件下,钢筋混凝土的结构性能将发生重要的变化,比如抗压、抗拉强度,粘结锚固性能损失等等。
本文就从高温(火条件)下及高温后普通钢筋、预应力钢筋及混凝土等结构材料在材料性能退化规律的研究成果方面进行简要的介绍,从而掌握钢筋混凝土抗高温的性能规律，为保障火灾时人民的生命财产安全做出贡献。
【关键词】钢筋；混凝土；高温；抗火性能1 钢筋混凝土构件截面温度场的计算高温作用下,材料性能受到不同程度的损伤,混凝土的强度和弹性模量随温度升高而降低,钢筋虽有混凝土保护,强度也会降低.无论是进行高温下和高温后钢筋混凝土材料的强度和变形规律研究,以及钢筋混凝土构件和结构抗火性能的理论分析,还是计算构件和结构的高温承载力和火灾后剩余承载力,都必须首先分析构件的截面温度场.在火灾中,钢筋混凝土构件截面的温度分布随着时间发生变化,升温曲线!构件截面形状!材料的热工性能等都会影响截面的温度场.在确定结构温度场时,一般可根据工程要求的计算精度采用如下几种方法:简化成稳态的和线性的一维或二维问题,求解析解;用有限元法或差分法,或二者结合的方法,编制计算机程序进行数值分析,有些通用的结构分析程序可以计算简单的温度场问题;制作足尺试件进行高温试验,加以实测;直接利用有关设计规程和手册所提供的温度场图表或数据.1.1 火灾温度的确定方法文献[1]认为国际标准化组织(ISO)采用的火灾升温曲线能满足大多数火灾的升温曲线,为多数国家所采用.标准升温曲线可按公式(1)计算:0T-T 345lg(81)t =+ （1） 式中 T －在时间t 时的炉温,℃; 0T －加温前炉内温度℃,t －时间,min根据火灾区域面积!可燃物种类和数量、通风条件等计算出火灾燃烧持续时间,再根据标准升温曲线推算出火灾温度,或者根据火灾后现场残留物燃烧情况来判断火灾温度.求得火灾温度后,可根据热传导理论计算出构件表面温度和截面温度场.1.2 混凝土的热工性能在分析截面温度场时,必须掌握材料的基本热工性能,比如温度膨胀变形、单位热容量、导热系数和质量密度等.这些参数的数值因材料而异,随温度的升高而非线性地变化.混凝土的热工性能因原材料的矿物化学成分!配合比和含水率等因素的差别而有较大变化,且试验数据的离散度大,下面简单列举各参数的一般变化规律.(1)质量密度c ρ:混凝土升温后失水,质量密度略有减小,计算时一般取常值2400kg/m 3.(2)热膨胀系数c α:随温度增加,不同骨料混凝土的c α值都将增大,但超过一定温度(T ≥800℃)时, c α近似常数,为简化计算,不考虑骨料类型的影响,直接给出c α与温度的关系:6(0.00086)10c T α-=+⨯ （1/℃） (2)(3)单位热容量Cc:指单位质量的材料温度升高1℃所吸入的热量.混凝土的单位热容量随温度的升高而缓慢增大,而骨料类型!配合比和水分对混凝土的热容量影响都不大.文献[2]给出了简化的计算公式:2900804[]120120c T T C =+⨯- (/J kg ℃) 20℃≤T ≤1200℃ (3) (4)导热系数c λ:指单位温度梯度情况下通过单位面积的热流速度,单位为W/(m ℃).混凝土的导热系数随温度升高而明显减少,不同骨料的混凝土的导热系数可相差一倍以上.当温度升高后,除了轻骨料混凝土外,一般常用的混凝土骨料对导热系数影响随温度升高而减小.因此,文献[3]给出了导热系数与温度的简化关系式:0001.90.000850C T 800C 1.22T>800C c c Tλλ⎫=-≤≤⎪⎬=⎪⎭(4) 2 结构材料的抗高温力学性能结构的抗火性能包括结构在火灾时和火灾后的承载能力、变形能力、稳定性和完整性.结构材料的高温性能(高温下和冷却后)是研究结构抗火性能的基础.钢筋混凝土材料的高温性能主要包括钢筋和混凝土在高温下和冷却后的强度、弹性模量、应力应变关系、膨胀、收缩、徐变及两种材料间的粘结滑移性能.文献[1]根据已有的工程实践经验和试验研究成果，抗高温的钢筋混凝土结构具有下述受力特点：（1）不均匀温度——混凝土的导热系数极低。
钢筋混凝土结构抗高温性能
钢筋混凝土结构抗高温性能许海斌王晓峰杨晨吴琪宇朱泽宇浙江科技学院钢筋混凝土结构抗高温性能研究综述【摘要】随着钢筋混凝土在现代建筑中越来越广泛的使用和近年来建筑物火灾发生的增长,人们有必要对混凝土结构的火损伤行为有更系统和量化的理解。
在高温(火灾)条件下,钢筋混凝土的结构性能将发生重要的变化,比如抗压、抗拉强度,粘结锚固性能损失等等。
本文就从高温(火条件)下及高温后普通钢筋、预应力钢筋及混凝土等结构材料在材料性能退化规律的研究成果方面进行简要的介绍,从而掌握钢筋混凝土抗高温的性能规律，为保障火灾时人民的生命财产安全做出贡献。
【关键词】钢筋；混凝土；高温；抗火性能1 钢筋混凝土构件截面温度场的计算高温作用下,材料性能受到不同程度的损伤,混凝土的强度和弹性模量随温度升高而降低,钢筋虽有混凝土保护,强度也会降低.无论是进行高温下和高温后钢筋混凝土材料的强度和变形规律研究,以及钢筋混凝土构件和结构抗火性能的理论分析,还是计算构件和结构的高温承载力和火灾后剩余承载力,都必须首先分析构件的截面温度场.在火灾中,钢筋混凝土构件截面的温度分布随着时间发生变化,升温曲线!构件截面形状!材料的热工性能等都会影响截面的温度场.在确定结构温度场时,一般可根据工程要求的计算精度采用如下几种方法:简化成稳态的和线性的一维或二维问题,求解析解;用有限元法或差分法,或二者结合的方法,编制计算机程序进行数值分析,有些通用的结构分析程序可以计算简单的温度场问题;制作足尺试件进行高温试验,加以实测;直接利用有关设计规程和手册所提供的温度场图表或数据.1.1 火灾温度的确定方法文献[1]认为国际标准化组织(ISO)采用的火灾升温曲线能满足大多数火灾的升温曲线,为多数国家所采用.标准升温曲线可按公式(1)计算: 0T-T 345lg(81)t =+ （1）式中 T －在时间t 时的炉温,℃; 0T －加温前炉内温度℃,t －时间,min根据火灾区域面积!可燃物种类和数量、通风条件等计算出火灾燃烧持续时间,再根据标准升温曲线推算出火灾温度,或者根据火灾后现场残留物燃烧情况来判断火灾温度.求得火灾温度后,可根据热传导理论计算出构件表面温度和截面温度场.1.2 混凝土的热工性能在分析截面温度场时,必须掌握材料的基本热工性能,比如温度膨胀变形、单位热容量、导热系数和质量密度等.这些参数的数值因材料而异,随温度的升高而非线性地变化.混凝土的热工性能因原材料的矿物化学成分!配合比和含水率等因素的差别而有较大变化,且试验数据的离散度大,下面简单列举各参数的一般变化规律.(1)质量密度cρ:混凝土升温后失水,质量密度略有减小,计算时一般取常值2400kg/m 3.(2)热膨胀系数cα:随温度增加,不同骨料混凝土的c α值都将增大,但超过一定温度(T ≥800℃)时, c α近似常数,为简化计算,不考虑骨料类型的影响,直接给出cα与温度的关系: 6(0.00086)10c T α-=+⨯ （1/℃）(2)(3)单位热容量Cc:指单位质量的材料温度升高1℃所吸入的热量.混凝土的单位热容量随温度的升高而缓慢增大,而骨料类型!配合比和水分对混凝土的热容量影响都不大.文献[2]给出了简化的计算公式:2900804[]120120c T T C =+⨯- (/J kg ℃) 20℃≤T ≤1200℃ (3)(4)导热系数cλ:指单位温度梯度情况下通过单位面积的热流速度,单位为W/(m ℃).混凝土的导热系数随温度升高而明显减少,不同骨料的混凝土的导热系数可相差一倍以上.当温度升高后,除了轻骨料混凝土外,一般常用的混凝土骨料对导热系数影响随温度升高而减小.因此,文献[3]给出了导热系数与温度的简化关系式:0001.90.000850C T 800C 1.22T>800C c c Tλλ⎫=-≤≤⎪⎬=⎪⎭(4)2 结构材料的抗高温力学性能结构的抗火性能包括结构在火灾时和火灾后的承载能力、变形能力、稳定性和完整性.结构材料的高温性能(高温下和冷却后)是研究结构抗火性能的基础.钢筋混凝土材料的高温性能主要包括钢筋和混凝土在高温下和冷却后的强度、弹性模量、应力应变关系、膨胀、收缩、徐变及两种材料间的粘结滑移性能.文献[1]根据已有的工程实践经验和试验研究成果，抗高温的钢筋混凝土结构具有下述受力特点：（1）不均匀温度——混凝土的导热系数极低。
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混凝土抗高温性能资料
16、人民应该为法律而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿