混凝土破壞原理-作業(yè)課件

May,2013演講人：

向叢陽

班級：學(xué)號：混凝土———高溫破壞內(nèi)容1、性能變化PartⅠ高溫后的宏觀與微觀變化圖1混凝土的強(qiáng)度溫度關(guān)系曲線圖2混凝土的變形模量與高溫溫度的關(guān)系曲線隨著溫度的升高(<100℃)，強(qiáng)度先降低，然后在100-300℃又有所增長（拮抗效應(yīng)所致）。而在300℃以后出現(xiàn)了嚴(yán)重下降.高溫作用下混凝土的彈性模量隨溫度呈持續(xù)衰減的趨勢，T≥300℃后，混凝土的彈性模量顯著衰減。1、性能變化PartⅠ高溫后的宏觀與微觀變化圖3加熱至不同溫度并降至常溫后混凝土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線圖4不同溫度對不同品種混凝土強(qiáng)度的影響經(jīng)高溫?fù)p傷后,混凝土強(qiáng)度下降、混凝土峰值應(yīng)變成倍增大、彈性模量急劇下降。同一溫度下，不同種混凝土的殘余抗壓強(qiáng)度所有不同，鋼釬混凝土強(qiáng)度下降最少，而輕集料混凝土最大。

不同溫度煅燒的CSH脫水相XRD圖譜水化硅酸鈣TG-DTA圖譜2、物理化學(xué)變化———CSHPartⅠ高溫后的宏觀與微觀變化CSH在200℃時開始脫水，在400℃時,CSH的大部分水已脫去。300℃下的脫水相仍可辨別出3.03?的CSH的特征峰;400～700℃脫水相圖譜中3.03?

衍射峰已消失,說明CSH結(jié)構(gòu)完全解體,結(jié)構(gòu)呈無定形狀態(tài);800℃和850℃時,脫水相中已有β-CS結(jié)晶體析出。2、物理化學(xué)變化———C3AH6PartⅠ高溫后的宏觀與微觀變化在300℃左右水化鋁酸鈣（C3AH6）的脫水相按下式進(jìn)行：7C3AH6→C12A7H+9CH+32H2O。是在400℃、600℃、900℃下煅燒的產(chǎn)物XRD圖譜,從圖中可見:600℃、900℃的樣品有完整的C12A7

衍射峰,CaO的衍射峰也很明顯;400℃中除Ca(OH)2

的衍射峰外,其它峰均與C12A7的衍射峰相吻合,看來C12A7H在結(jié)構(gòu)上與C12A7

極為一致。

C3AH6

的TG-DTA曲線

C3AH6

的脫水相XRD2、物理化學(xué)變化———水泥石PartⅠ高溫后的宏觀與微觀變化由TG-DTA曲線可知，水泥石在100℃和450℃左右有明顯的吸熱峰。由XRD圖譜知，在溫度升高在400℃以后，CH量減小的最為明顯，同時發(fā)現(xiàn)在800℃以后，隨著溫度升高，有結(jié)晶良好β-硅灰石生成，這是CSH分解所致。水泥石的TG-DTA曲線不同溫度下，水泥石的XRD3、微觀結(jié)構(gòu)變化PartⅠ高溫后的宏觀與微觀變化不同溫度下C70混凝土的SEM照片受熱度為400℃時（圖(c)），原來互相膠結(jié)在一起的連續(xù)相因結(jié)構(gòu)水的失去而變成了各自獨立的大塊分散相，且水化產(chǎn)物內(nèi)部出現(xiàn)裂紋，但裂紋間沒有貫通，表現(xiàn)為宏觀力學(xué)性能降低幅度不大,破壞時仍然是水泥石和集料破壞。受熱溫度為500℃后(圖(d))，較多的CH相發(fā)生分解，結(jié)構(gòu)水脫水，混凝土內(nèi)已不存在連續(xù)的或大塊的水化產(chǎn)物凝膠體，代之是尺寸更小的分散相顆粒，骨料表面亦出現(xiàn)大量互相貫通的微裂紋，混凝土整體結(jié)構(gòu)已變酥，骨料與水泥石之間出現(xiàn)較大的貫通裂縫，破壞時主要是沿界面和水泥石破壞，故其宏觀力學(xué)性能下降較多。4、小結(jié)PartⅠ高溫后的宏觀與微觀變化混凝土在受高溫作用時，水泥及其水化產(chǎn)物、骨料等發(fā)生一系列的物理和化學(xué)變化。T=室溫~100℃混凝土內(nèi)部自由水蒸發(fā)，試件內(nèi)部形成孔隙和裂縫，混凝土抗壓強(qiáng)度降低；100~300℃由于水蒸氣蒸發(fā)促進(jìn)熟料逐步水化，使其抗壓強(qiáng)度增加，并且這種作用稱作拮抗效應(yīng)；T>400℃后,混凝土強(qiáng)度急劇下降，這是因為在此溫度以后時，許多水化產(chǎn)物開始發(fā)生了化學(xué)變化，水泥膠體與粗骨料的變形差逐步增大，界面裂縫不斷開展延伸；T>500℃以后，水泥中未水化的顆粒和骨料中的石英成分晶體化，伴隨著巨大的膨脹，初生的不連貫裂縫迅速擴(kuò)展并連接起來,形成貫通裂縫，強(qiáng)度隨溫度的升高而急劇下降。1、超聲一回彈綜合法PartⅡ高溫作用后性能的測試方法超聲回彈綜合法是指采用低頻超聲波檢測儀和標(biāo)準(zhǔn)動能為2.207J的回彈儀,在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件混凝土上同一測區(qū)分別測量聲時t及回彈值R。計算出聲速值v后,采用冪函數(shù)形式擬合曲線,推得混凝土強(qiáng)度值。超聲速度主要反映材料的彈性性質(zhì)，同時，由于它穿過材料，因而也反映材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的某些信息?；貜椃ǚ从沉瞬牧系膹椥孕再|(zhì)，同時在一定程度上也反映了材料的塑性性質(zhì)，但它只能確切反映混凝土表層(約3cm)的狀態(tài)。因此超聲與回彈值的綜合，既能反映混凝土的彈性，又能反映混凝土的塑性;既能反映表層的狀態(tài)，又能反映內(nèi)部的構(gòu)造，自然能較準(zhǔn)確地反映混凝土的強(qiáng)度。超聲回彈測試儀3、受火后養(yǎng)護(hù)恢復(fù)試驗PartⅡ高溫作用后性能的測試方法有人提出對受火后的混凝土在水中養(yǎng)護(hù)一定時間，測量強(qiáng)度值以及采用快速氯離子滲透試驗來研究混凝土的抗?jié)B性能的損傷。試驗證明混凝土在受火后的裂縫增量是巨大的，而且基本上不能恢復(fù)到以前的水平。升降溫后C80混凝土抗壓強(qiáng)度與升降溫后水中養(yǎng)護(hù)的混凝土抗壓強(qiáng)度比較氯離子滲透率快速測定儀高溫對氯離子電通量的影響4、紅外熱像法PartⅡ高溫作用后性能的測試方法紅外熱像技術(shù)是利用目標(biāo)與周圍環(huán)境之間由于溫度與發(fā)射率的差異所產(chǎn)生的熱對比度不同，而把紅外輻射能量密度分布圖顯示出來，成為“熱像圖”。如果試樣內(nèi)部有缺陷(如裂紋、脫粘等)存在，則均勻熱流就會被缺陷阻擋，經(jīng)過時間延遲就會