低温处理对高温后再生混凝土力学性能影响的试验研究

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1、低温处理对高温后再生混凝土力学性能影响的试验研究1绪论1.1建筑火灾人类开始有效利用火标志着人类社会的文明进步。相关调查研究表明，火灾在所有灾害中发生频率最高，且具有极大的毁灭性，严重威胁人类的生命和财产安全。人类的生产、生活等环境中不免会存在着火源和可燃物，这些都给火灾的发生提供可能性。其中，建筑物发生火灾的情况有以下几种[1]：（1）生产或生活中的明火失控。比如厨房做饭时炉灶产生的明火、带着火星的烟头、未熄灭的蜡烛等。（2）用电设备使用不当。比如电烤扇对着易燃物长时间工作、电饭煲干烧等。（3）生物化学反

2、应作用或化学药品作用。比如燃点较低的物品储存不当、煤气泄漏时遭遇明火等。（4）自然灾害导致的火灾。比如雷击放电时引起的火灾等等。为了满足日益增加的人口住房需求，再加上可利用的土地资源越来越少，高层、超高层、大跨度建筑应运而生，城市建设也加大步伐蓬勃发展。这些新兴建筑在满足城市发展和社会生活需要的同时，也大大增加了火灾发生的几率和火灾救援的难度。同样地，建筑火灾极大地威胁着人类的生命财产安全，造成巨大的人身和经济损失。根据统计[2]，世界上发达国家每年由于建筑火灾造成的损失高达几亿甚至十几亿美元。1984年日

3、本发生的火灾总次数中，建筑火灾占60%，每天平均损失10栋建筑，导致2089人死亡，建筑火灾造成的死亡人数占火灾总数的70%[3]。其他发达国家比如美国、英国等国家情况一样严重。在我国，每年的火灾发生次数及损失和发达国家比少很多。然而，随着社会经济的增长、城市规模的扩大、城市人口数量的集中增加，火灾的发生频率和造成的经济损失也在不断增加。依据相关资料，70年代我国由火灾引起的年平均经济损失不及2.5亿元，80年代我国由火灾引起的年平均经济损失不及3.2亿元，90年代以来我国由火灾引起的年平均经济损失高达十几

4、亿。从数据可以看出，我国在经济发展的起步阶段，火灾产生的危害比较小；随着经济的发展，火灾的危害不断加大，经济的发展速度越快，火灾的危害就愈加严重。为了使我国经济稳定继续上升发展，对于火灾的危害我们必须有清醒的认识，并投入足够的关注。........1.2建筑结构抗火研究混凝土结构在大多数情况下都是在常温环境中使用，温度波动幅度比较小且温度绝对值小，根据混凝土结构设计规范GB50010-2010进行混凝土结构设计，既能满足结构承载力的要求，也能满足正常使用的要求，却不能很好地满足混凝土结构受到高温、低温等恶劣

5、环境时的要求。清华大学的过镇海教授将建筑结构因温度变化而引起的工程问题归纳为以下3点[4]：（1）出现周期性或一次性温度超常。比如高层建筑、超长建筑的朝阳面日晒升温，夏季冬季温度的交替等等，使建筑物内部会出现周期性的温度差，促使混凝土开裂变形，造成内力重分布，从而影响到了建筑物的使用功能。（2）混凝土长期工作在高温环境中。例如冶金、化工企业的高温车间，结构长期处于高温环境中，温度通常在200℃~300℃；烟囱主要用于排放高温的烟气，内衬温度通常在500℃~600℃，外壳温度通常在100℃~200℃；在核反应

6、堆压力容器及安全壳结构中，局部的混凝土温度在120℃以上。（3）短时间高温冲击。比如建筑物发生火灾，火灾持续时间在数十分钟到数小时不等，在短时间内，结构温度可达到1000℃以上[5]；再如化学爆炸、核电事故等等，结构温度可在很短的时间达到更高的温度。上述三种不同的温度状态对建筑物的结构均会产生影响。考虑到三种情况下的高温发生条件、原因、高温区段及温度变化规律的不同，对混凝土材料的内部产生的损伤程度是不同的，进而对整个建筑结构的工作性能产生差异性的影响。到目前为止，国外已经出现了相关的设计规程[6-7]指导实

7、际工程的应用。在我国，针对前两类问题也已经有了相关的设计规程和研究著作[8-9]，为以后的研究和分析提供了一定的参考，而关于火灾造成的短时间的高温对混凝土结构产生的冲击，虽有建筑结构防火设计规范，却没解决关于建筑结构抗火分析和设计的问题。..........2再生混凝土的低温试验2.1引言随着城市人口数量的增长，住房需求量的增加，城市建设加快了发展脚步。旧的建筑物不断拆除，新的高楼大厦不断涌现。新旧建筑的更替制造了大量的建筑垃圾，为了响应我们国家大力倡导的可持续发展，对建筑垃圾中的混凝土废弃物进行加工再利用

8、，既能减少环境污染，又能节约自然资源。在这种发展要求下，再生混凝土的研究如火如荼的展开着。目前国内外学者对再生骨料及再生混凝土的相关性能已经做了许多研究，并取得了相当多的成果。本文对再生混凝土高温后的力学性能进行了进一步的研究。............2.2试验设计参考再生粗骨料取代率与再生混凝土力学性能关系的相关研究[64-65]，本试验采用的再生粗骨料的取代率r=50%。需制作126个100mm100mm10