高强混凝土受火损伤及其综合评价研究

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1、分类号UDC：密级学号东南大掌博士学位论文高强混凝土受火损伤及其综合评价研究研究生姓名：奎篁导师姓名：虽盍洼随±笾鲞蚕数援申请学位级别盟±论文提交日期至QQ曼生璺旦学位授予单位壅直太堂学科专业名称缝掏王猩论文答辩日期垫Q墨生旦目学位授予日期至鱼Q墨生旦．旦答辩委员会主席——评阅人2005年8月日摘要火灾发生后，建筑物的材料性能严重劣化，结构性能大大削弱，导致结构不同程度的损伤和承载力的下降。火灾发生后如何科学正确地评估混凝土建筑物的承载能力，尽快采取合理的修复加固措施是建筑业必须解决的问题。混凝土的高强化在世界各国已引起土木建筑与材料

2、工程界的高度重视，近年来取得了较大的进展。但高强混凝土有时会呈现比普通混凝土更差的性能，尤其是高温性能劣化严重。因此有必要深入研究火灾中混凝土性能的衰减规律，科学地诊断火灾后结构的受损程度，确定其残余承载力和合理地加以修复加固，同时延长建筑结构坍塌的时间，将火灾造成的损失降低到最少．本文在研究高强混凝土高温后性能的基础上，提出了对混凝土高温后损伤进行综合评定的方法，为混凝土结构火灾损伤的诊断评估与修复加固提供科学依据。本文主要研究内容和成果如下：1．高强混凝土高温后强度的变化通过模拟火灾试验，研究分析了温度、升温制度、强度等级、含水率

3、、外掺料、骨料种类、PP纤维、试件尺寸等因素对高强混凝土经受高温后的抗压强度的影响，并从微观角度进行了分析。探讨了高强混凝土经受高温后抗折强度、劈裂抗拉强度的变化规律，另外，还研究了上述因素对高强混凝土高温后的超声波传播速度的影响，并建立了高温后高强混凝土的相对抗压强度与温度的关系，相对超声速度与温度的关系、相对超声波传播速度与相对抗压强度之间的关系，分别见式(2．1)，式(2．4)和式(2．14)。这对于受火后混凝土的现场检测有重要应用价值．2．高强混凝土高温后抗渗透性能的研究在国内外率先全面深入研究了HSC高温后渗透性能的变化，分

4、别探讨了HSC高温后的氯离子渗透系数、湿迁移渗透系数、空气渗透系数，吸水率、质量损失与碳化的变化规律，并研究了温度、强度等级、骨料种类、外掺料及PP纤维等对HSC高温后渗透性能的影响．对通过高温后再养护手段来改善HSC高温后抗渗透性能进行了详细的试验研究与机理分析，给出了三种渗透系数的相互关系。研究表明，HSC受火后抗渗性衰减大于普通强度混凝士；PP纤维可抑制爆裂．但受火后抗渗性损失很大．3．高强混凝土高温爆裂的湿热耦合数学模型从混凝土内部温度变化，水蒸汽迁移造成孔压力，以及孔压力场和温度场对蒸汽迁移的耦合作用，分析了内部湿热传递的现

5、象。指出混凝士的渗透系数或扩散系数对于孔压有着重要影响。分析了“类饱和面”的形成及变化过程．在分析以往有关爆裂机理的理论的基础上，提出了爆裂机理的物理模型，建立了相应的数学表达，通过解析后，其结果与试验结果基本吻合，验证了模型的正确性．在参考、分析国内外有关爆裂及其机理的数学模掣的基础上，在给定温度制度下进行了混凝七内部温度场和气压场的计算，并对计算结果进行了验证，分析与应用。4，高强混凝土高温后损伤的综合评判基于模糊数学的理论，研究了混凝十受高温后损伤的综合评价方法，在同时考虑混凝土高温后的外观损失、抗压强度损失与渗透性损失的基础上

6、，对混凝土高温后的损伤进行了合理评价。参考环境评价方法，提出了混凝土高温损伤综合评价的过程：单项因子的评价赋值—，确定评价因子的权重—+综合计算，建立的综合评价计算模型科学合理，简单易行。利用C++开发了混凝士高温损伤综合评价的稃序，程序运行正常，并通过实例进行了应用验证。提出将抗渗透性作为评判HSC高温后损伤的重要评判指标，具有创新性。摘要关键词：高强混凝士高温爆裂抗压强度渗透性微观结构湿热耦合温度场压力场模糊数学综合评判IIAbstractABSTRACTnepropertiesofconstructionmaterialsage

7、deterioratedafterthefire．andthestructures眦weakenedwhichleadstostructuraldamageanddescendentbearingcapacitytosomeextent．It’saurgentproblemtoscientificallyevaluatethebearingcapacityoftheconcl坝econstructionafterfireinordertoadoptthemostproperrepairandreinforcementas9Dorlas

8、possible．High☆engthconcreteishavingafIlrtherdevelopmentendabroadapplicationintheworldwhileithasbeenatahighposi