高性能混凝土的防火性能、機理及數(shù)值模擬研究.pdf

1、該文針對高溫作用后的高性能混凝土,研究了其宏觀力學(xué)性能劣化、笛觀組成和結(jié)構(gòu)的變化特點及機理,建立了高溫下混凝土內(nèi)耦合熱傳導(dǎo)、水分遷移過程的數(shù)學(xué)模型,開展了在不同火災(zāi)環(huán)境中結(jié)構(gòu)單元內(nèi)部瞬態(tài)、非線性溫度場有限元數(shù)值計算與計算機模擬的研究,對已有的混凝土防火設(shè)計規(guī)范應(yīng)用于高性能混凝土提出了相應(yīng)的修改建議.研究結(jié)果一方面為火災(zāi)后高性能混凝土材料損傷的評估,另一方面為高性能混凝土結(jié)構(gòu)防災(zāi)、減災(zāi)提供重要的試驗和理論的依據(jù).該文主要研究內(nèi)容和成果如下

2、.第一章綜述了混凝土特別是高強和高性能混凝土的防火性能研究方面的意義、最新的研究進展及存在的問題,并據(jù)此提出了該文的研究方向與思想.第二章簡術(shù)了在該文中所進行的試驗研究中采用的原材料、配合比、儀器設(shè)備及試驗方法.第三章從材料、環(huán)境因素兩大方面研究探討了高性能混凝土在經(jīng)歷不同的高溫和冷卻制度后,剩余的抗壓強度、抗折強度、劈拉強度、抗彎韌性、荷載和撓度關(guān)系曲線等力學(xué)性能的變化規(guī)律,揭示了各因素對高性能混凝土力學(xué)行為的影響.第四章運用掃描電子

3、顯微鏡SEM,能譜分析EDS分析了高性能混凝土在高溫前后基體、集料及兩者界面微觀形貌、組成的變化特點;利用水銀壓力測孔技術(shù)(MIP),測定了高性能混凝土中水泥砂漿在高溫前后微、細微孔結(jié)構(gòu),包括孔隙率、孔徑形貌、孔徑尺度及其分布的變化;分析探討了高溫后高性能混凝土的微觀、細觀結(jié)構(gòu)的變化及其與力學(xué)行為變化的關(guān)系.第五章針對混凝土多孔材料自身的特點,分析了影響高溫環(huán)境中結(jié)構(gòu)內(nèi)部傳質(zhì)、傳熱的因素與相應(yīng)機理,在質(zhì)量守恒、能量守恒的基礎(chǔ)上建立溫度場

4、、孔壓場的分布、變化規(guī)律及其耦合作用的數(shù)學(xué)模型.第六章在分析推導(dǎo)二維非穩(wěn)態(tài)溫度場的有限元格式基礎(chǔ)上,利用前一章提出的數(shù)學(xué)模型的簡化形式,運用有限元數(shù)值計算方法和計算機模擬技術(shù),對分別暴露在慢速升溫(5℃/min)和快速升溫(國際標準火災(zāi)升溫曲線ISO834)制度下混凝土結(jié)構(gòu)單元中瞬態(tài)、非線性溫度場隨時間變化的全過程開展了模擬研究.第七章討論了高性能混凝土高溫后損傷的無損檢測方法及測試結(jié)果的特點,并且與普通混凝土的情況進行了比較,揭示出高