活性粉末混凝土的高温爆裂及其内部温度场的试验研究.docx

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1、活性粉末混凝土的高温爆裂及其内部温度场的试验研究*刘红彬1，2鞠杨2，3孙华飞1刘金慧1王里1（1.中国矿业大学（北京）力学与建筑工程学院，北京100083；2.中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室，北京100083；3.中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，江苏徐州221008）摘要：利用自行设计的加温装置测试了高温条件下活性粉末混凝土（ＲPC）试件的爆裂行为和温度场分布特征。结果表明：采用加热速率为4.8℃/min，炉温为330℃时，ＲPC会发生爆裂。在ＲPC发生爆裂前，从试件角部到棱部、再到试件中心的位置，存在较明显的温度差异。通过分析ＲPC内部不

2、同部位发生爆裂的临界温度与临界时间关系，建立了爆裂临界温度和时间、空间的计算模型。为进一步定量计算ＲPC内部温度应力，解释ＲPC高温爆裂机理提供了参考。关键词：活性粉末混凝土（ＲPC）；爆裂；温度场；高温DOI：10.13204/j．gyjz201411025EXPEＲIMENTONTHESPALLINGANDTEMPEＲATUＲEFIELDDISTＲIBUTIONOFＲEACTIVEPOWDEＲCONCＲETEUNDEＲHIGHTEMPEＲATUＲELiuHongbin1，2JuYang2，3SunHuafei1LiuJinhui1WangLi1（1．SchoolofMe

3、chanicsandCivilEngineering，ChinaUniversityofMiningandTechnology，Beijing100083，China；2．StateKeyLaboratoryofCoalＲesourcesandSafeMining，ChinaUniversityofMiningandTechnology，Beijing100083，China；3．StateKeyLaboratoryforGeomechanicsandDeepUndergroundEngineering，UniversityofMiningandTechnology，Xuz

4、hou221008，China）Abstract：ThespallingbehaviourandthetemperaturefielddistributionofＲPCunderhightemperatureweretested．TheresultshowedthatthespallingofＲPCwouldoccurwhenfurnacetemperatereachedto330℃withtheheatingratebeing4.8℃/min．Beforetheexplosion，thetemperaturedifferencesweresignificantbetwee

5、nthecenterandcornerofspecimens．ThespallingcriticaltemperatureandtimeofＲPCwasanalysed，andthecalculationmodelofthespallingcriticaltemperatureandtimeaswellasspacewasestablishedThe．resultsprovidedthescientificbasisforthefurtherquantificationalcalculationoftheinternalthermalstressinＲPC，andthein

6、terpretationofspallingmechanism．Keywords：reactivepowderconcrete（ＲPC）；spalling；temperaturefield；hightemperature活性粉末混凝土（ＲeactivePowderConcrete，简称ＲPC）是20世纪90年代由法国研制的一种新型超高强度高性能混凝土，、具有较高的韧性抗压强度和优异的耐久性能，自问世以来便受到了学术界和工程界的高度关注，、、在桥隧市政交通和核能等领域得到了推广应用［1－6］。，然而研究发现高温下ＲPC呈现力学性能劣化甚至爆裂破坏现象，严重危害了如桥梁隧道、发

7、射井、核安全壳等结构的安全。Tai等研究了准静态加载下经历高温后ＲPC残余强度，发现与室温相比，200～300℃时ＲPC残余强度增加，300℃后强度明显降低［7］。Schneider的试验结果表明：ＲPC在常温下性能较优越，但在火灾高126IndustrialConstructionVol.44，No.11，2014温下易发生爆裂［8］。郑文忠等研究了高温后ＲPC的抗拉强度，发现钢纤维率为0%和1%的ＲPC试件在300～400℃发生了爆裂［9］。刘红彬和鞠杨的研究表明，在加热速率为3℃/min的情况下，炉温在40