低溫處理對高溫后再生混凝土力學性能影響的試驗研究

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1、低溫處理對高溫后再生混凝土力學性能影響的試驗研究1緒論1.1建筑火災人類開始有效利用火標志著人類社會的文明進步。相關調查研究表明，火災在所有災害中發(fā)生頻率最高，且具有極大的毀滅性，嚴重威脅人類的生命和財產(chǎn)安全。人類的生產(chǎn)、生活等環(huán)境中不免會存在著火源和可燃物，這些都給火災的發(fā)生提供可能性。其中，建筑物發(fā)生火災的情況有以下幾種[1]：（1）生產(chǎn)或生活中的明火失控。比如廚房做飯時爐灶產(chǎn)生的明火、帶著火星的煙頭、未熄滅的蠟燭等。（2）用電設備使用不當。比如電烤扇對著易燃物長時間工作、電飯煲干燒等。（3）生物化學反

2、應作用或化學藥品作用。比如燃點較低的物品儲存不當、煤氣泄漏時遭遇明火等。（4）自然災害導致的火災。比如雷擊放電時引起的火災等等。為了滿足日益增加的人口住房需求，再加上可利用的土地資源越來越少，高層、超高層、大跨度建筑應運而生，城市建設也加大步伐蓬勃發(fā)展。這些新興建筑在滿足城市發(fā)展和社會生活需要的同時，也大大增加了火災發(fā)生的幾率和火災救援的難度。同樣地，建筑火災極大地威脅著人類的生命財產(chǎn)安全，造成巨大的人身和經(jīng)濟損失。根據(jù)統(tǒng)計[2]，世界上發(fā)達國家每年由于建筑火災造成的損失高達幾億甚至十幾億美元。1984年日

3、本發(fā)生的火災總次數(shù)中，建筑火災占60%，每天平均損失10棟建筑，導致2089人死亡，建筑火災造成的死亡人數(shù)占火災總數(shù)的70%[3]。其他發(fā)達國家比如美國、英國等國家情況一樣嚴重。在我國，每年的火災發(fā)生次數(shù)及損失和發(fā)達國家比少很多。然而，隨著社會經(jīng)濟的增長、城市規(guī)模的擴大、城市人口數(shù)量的集中增加，火災的發(fā)生頻率和造成的經(jīng)濟損失也在不斷增加。依據(jù)相關資料，70年代我國由火災引起的年平均經(jīng)濟損失不及2.5億元，80年代我國由火災引起的年平均經(jīng)濟損失不及3.2億元，90年代以來我國由火災引起的年平均經(jīng)濟損失高達十幾

4、億。從數(shù)據(jù)可以看出，我國在經(jīng)濟發(fā)展的起步階段，火災產(chǎn)生的危害比較小；隨著經(jīng)濟的發(fā)展，火災的危害不斷加大，經(jīng)濟的發(fā)展速度越快，火災的危害就愈加嚴重。為了使我國經(jīng)濟穩(wěn)定繼續(xù)上升發(fā)展，對于火災的危害我們必須有清醒的認識，并投入足夠的關注。........1.2建筑結構抗火研究混凝土結構在大多數(shù)情況下都是在常溫環(huán)境中使用，溫度波動幅度比較小且溫度絕對值小，根據(jù)混凝土結構設計規(guī)范GB50010-2010進行混凝土結構設計，既能滿足結構承載力的要求，也能滿足正常使用的要求，卻不能很好地滿足混凝土結構受到高溫、低溫等惡劣

5、環(huán)境時的要求。清華大學的過鎮(zhèn)海教授將建筑結構因溫度變化而引起的工程問題歸納為以下3點[4]：（1）出現(xiàn)周期性或一次性溫度超常。比如高層建筑、超長建筑的朝陽面日曬升溫，夏季冬季溫度的交替等等，使建筑物內部會出現(xiàn)周期性的溫度差，促使混凝土開裂變形，造成內力重分布，從而影響到了建筑物的使用功能。（2）混凝土長期工作在高溫環(huán)境中。例如冶金、化工企業(yè)的高溫車間，結構長期處于高溫環(huán)境中，溫度通常在200℃~300℃；煙囪主要用于排放高溫的煙氣，內襯溫度通常在500℃~600℃，外殼溫度通常在100℃~200℃；在核反應

6、堆壓力容器及安全殼結構中，局部的混凝土溫度在120℃以上。（3）短時間高溫沖擊。比如建筑物發(fā)生火災，火災持續(xù)時間在數(shù)十分鐘到數(shù)小時不等，在短時間內，結構溫度可達到1000℃以上[5]；再如化學爆炸、核電事故等等，結構溫度可在很短的時間達到更高的溫度。上述三種不同的溫度狀態(tài)對建筑物的結構均會產(chǎn)生影響?？紤]到三種情況下的高溫發(fā)生條件、原因、高溫區(qū)段及溫度變化規(guī)律的不同，對混凝土材料的內部產(chǎn)生的損傷程度是不同的，進而對整個建筑結構的工作性能產(chǎn)生差異性的影響。到目前為止，國外已經(jīng)出現(xiàn)了相關的設計規(guī)程[6-7]指導實

7、際工程的應用。在我國，針對前兩類問題也已經(jīng)有了相關的設計規(guī)程和研究著作[8-9]，為以后的研究和分析提供了一定的參考，而關于火災造成的短時間的高溫對混凝土結構產(chǎn)生的沖擊，雖有建筑結構防火設計規(guī)范，卻沒解決關于建筑結構抗火分析和設計的問題。..........2再生混凝土的低溫試驗2.1引言隨著城市人口數(shù)量的增長，住房需求量的增加，城市建設加快了發(fā)展腳步。舊的建筑物不斷拆除，新的高樓大廈不斷涌現(xiàn)。新舊建筑的更替制造了大量的建筑垃圾，為了響應我們國家大力倡導的可持續(xù)發(fā)展，對建筑垃圾中的混凝土廢棄物進行加工再利用

8、，既能減少環(huán)境污染，又能節(jié)約自然資源。在這種發(fā)展要求下，再生混凝土的研究如火如荼的展開著。目前國內外學者對再生骨料及再生混凝土的相關性能已經(jīng)做了許多研究，并取得了相當多的成果。本文對再生混凝土高溫后的力學性能進行了進一步的研究。............2.2試驗設計參考再生粗骨料取代率與再生混凝土力學性能關系的相關研究[64-65]，本試驗采用的再生粗骨料的取代率r=50%。需制作126個100mm100mm10