试验检测高性能混凝土分析

试验检测高性能混凝土分析（通用16篇）

1.试验检测高性能混凝土分析 篇一

再生高性能混凝土抗碳化性能试验研究

摘要：抗碳化性能是衡量再生高性能混凝土耐久性的一项重要指标。本文设计一正交试验，研究水胶比、矿物掺合料、再生粗细骨料取代率以及应力水平对再生混凝土碳化深度的影响规律。试验结果表明：(1)再生混凝土的水胶比以及粗骨料的取代率对混凝土的碳化深度影响很大。(2)再生混凝土的碳化深度和碳化时间的平方根基本成一直线关系。(3)再生混凝土在拉应力状态下其碳化深度会随着应力的增大而增大。

关键词：高性能混凝土;水胶比;粉煤灰;矿渣;抗碳化性能

一、引言

混凝土结构是建筑工程中最常见的结构形式，在结构使用寿命期间内，由于受到环境和荷载的双重作用，引起结构的老化、腐蚀，从而导致结构性能的降低，因此建筑工程结构的耐久性问题已引起工程界和学术界关注。再生混凝土的微观结构由于再生骨料的加入而变得比普通混凝土更为复杂。在再生混凝土中至少存在两种界面：再生粗骨料中天然骨料和附着老砂浆之间的界面、再生粗骨料的老砂浆与新砂浆之间的界面。这种复杂的微观结构给分析再生混凝土的耐久性带来了困难。关于再生混凝土抗碳化性能国内外已有不少学者作了初步探讨[1-2]，但他们研究结果可比性较差，还存在不一致、甚至相互矛盾的结论，并且未考虑应力状态的影响，而在外加应力作用下产生的微观裂纹使得CO2在再生混凝土中扩散的渠道增多加速了CO2的扩散。因此，为研究裂缝的影响，开展拉应力状态下再生混凝土的抗碳化性能研究很有必要[3-5]。

二、试验原材料及主要设备

2.1试验原材料

废弃混凝土样品取自某检测中心提供的废弃混凝土试块(原始强度等级为C40，粗骨料为卵石)，试验前再生骨料采用高温强化。

粉煤灰，采用扬州亨威热电厂提供的Ⅰ级粉煤灰，实测细度<8%、烧失量<5%、需水量比<95%，含水率<0.2%，三氧化硫<0.67%，均符合Ⅰ级粉煤灰标准。

矿粉，由扬州汊河超细粉厂提供，比表面积为487m2/kg。为碱性矿渣，活性较好。

减水剂，为扬州江都润扬化工有限公司生产的氨基磺酸系高效减水剂，黑色液态，减水率为15%～25%，掺入量控制在0.5～1.2%左右。

2.2主要设备

混凝土碳化试验箱CCB-70A由江苏省苏州市东华试验仪器有限公司生产，CO2浓度：20±3%，湿度控制：70±5%，温度控制20±5℃;采用WE-300液压式万能材料试验机，济南试验机厂生产，最大负荷为300千牛顿。

三、试验方案及方法

3.1试验方案

本试验在快速碳化试验的基础上，系统研究水胶比、矿物掺合料、再生粗细骨料取代率、应力水平对再生混凝土碳化深度的影响规律。碳化试验考虑荷载耦合，采用两个100×100×300的试块用铆钉同时加载，其力学模型见图1。

图1 再生混凝土碳化试块受力示意图

选取正交表L18(37)进行试验，其因素水平见表1。

表1 碳化试验因素水平表

A B C D E F G

水平水胶比 再生粗骨料

% 再生细骨料

% 粉煤灰

% 矿渣

% 砂率

% 应力水平ft

1 0.36 30 10 15 15 35 0.5

2 0.33 60 20 25 25 40 0.8

3 0.30 90 30 35 35 45 1.2

根据正交试验方法，可以排列出18组试验。

3.2试验方法

碳化试验采用《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》(GBJ 82―85)中的快速碳化试验方法，所用棱柱体混凝土试块尺寸为100 mm×100 mm×300mm。

在试验前2天从标准养护室取出试块，放入101A-1型电热鼓风干燥箱，在60℃的烘箱中烘48h。经烘干的试件留下一个侧面外，其余表面均用加热的石蜡予以密封。在侧面上顺长度方向用铅笔以10 mm间距画出平行线，以确定碳化深度的测量点。再将试块放入CO2浓度保持在(20±3)%、相对湿度为(70±5)%、温度为(20±5)℃的碳化箱内。

碳化到7天、14天、28天、60天时，分别取出试件破型，测定碳化深度。将切除所得的试件部分，刮去断面上残余的粉末，立即喷上1%的酚酞酒精溶液。图2显示再生混凝土试件的碳化情况。

图2 再生混凝土碳化试件的碳化深度

四、碳化试验结果及分析

4.1碳化试验测试数据

根据《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》(GBJ 82-85)中的快速碳化试验方法测出试件在7d、14d、28d和60d的碳化深度，测试数据见表2。

表2 正交试验碳化深度(mm)

编号 水胶比 再生粗骨料(%) 再生细骨料(%) 粉煤灰

(%) 矿渣

(%) 砂率

(%) 应力水平(ft) 7d 14d 28d 60d

1 0.36 30 10 15 15 35 0.5 2.0 3.0 4.6 8.2

2 0.36 60 20 25 25 40 0.8 1.8 2.8 4.8 8.8

3 0.36 90 30 35 35 45 1.2 3.0 3.6 6.4 12.1

4 0.33 30 10 25 25 45 1.2 1.6 2.1 3.9 6.8

5 0.33 60 20 35 35 35 0.5 2.2 3.0 4.6 8.9

6 0.33 90 30 15 15 40 0.8 2.3 2.7 5.2 9.6

7 0.3 30 20 15 35 40 1.2 不明显 1.8 3.5 4.8

8 0.3 60 30 25 15 45 0.5 不明显 1.6 2.9 5.8

9 0.3 90 10 35 25 35 0.8 3.0 3.8 6.3 12.2

10 0.36 30 30 35 25 40 0.5 1.6 2.2 3.9 6.7

11 0.36 60 10 15 35 45 0.8 2.0 2.6 4.8 9.7

12 0.36 90 20 25 15 35 1.2 1.9 2.8 5.3 9.8

13 0.33 30 20 35 15 45 0.8 1.3 1.7 3.1 5.8

14 0.33 60 30 15 25 35 1.2 1.2 2.0 3.7 6.9

15 0.33 90 10 25 35 40 0.5 2.2 3.2 5.8 10.6

16 0.3 30 30 25 35 35 0.8 不明显 3.0 4.2 7.8

17 0.3 60 10 35 15 40 1.2 不明显 3.6 4.3 8.4

18 0.3 90 20 15 25 45 0.5 2.7 2.9 5.6 10.2

4.2试验结果分析

(1)再生粗骨料取代率对再生混凝土抗碳化性能的影响

再生粗骨料取代率对再生混凝土14d、28d、60d抗碳化性能的影响见图3。从图3可见，再生混凝土试块的碳化深度随再生粗骨料取代率的增大而增大，这可能因为再生粗骨料的孔隙率大于天然骨料，使得再生混凝土的孔隙率与同水胶比的天然混凝土相比有较大增加，这无疑会使再生混凝土抗碳化能力降低。在不同的龄期不同的再生粗骨料的取代率使得试件的碳化深度也有所不同，14d时碳化程度不明显，但随着粗骨料取代率的.增加而增加，在28d和60d时，当再生粗骨料的取代率在60%左右时，碳化程度有所降低。表明，再生粗骨料取代率在60%左右时，骨料级配为相对合理的状态，使得再生混凝土的孔隙得到有效填充，提高了再生混凝土的致密性，从而减缓了CO2扩散速度，降低了再生混凝土的碳化深度，提高了再生混凝土的抗碳化性能。

图3 再生粗骨料取代率对碳化深度的影响

(2)水胶比对再生混凝土抗碳化性能的影响

再生粗骨料取代率在60%时，水胶比分别取0.30、0.33、0.36，分析再生混拧土碳化深度随碳化时间的变化规律(图4)。从图4可以看出，再生粗骨料取代率为60%，水胶比在0.36时再生混凝土抗碳化性能比水胶比在0.30及0.33时好。当水胶比在0.3及0.33时，再生混凝土碳化深度比较大。这一点，与抗压强渡随水胶比的增大而降低的规律正好相反。主要是因为在水胶比在0.3时，混凝土偏干硬，影响混凝土的和易性，使混凝土水化反应不是很充分，影响混凝土内部的密实性。水胶比在0.36时，混凝土拌合物的坍落度为60mm左右，具备一定的流动性，混凝土的保水性和流动性都比较好，使再生混凝土的水化反应比较充分，提高了再生混凝土的密实度，从而降低了CO2在混凝土中的扩散速度，提高了再生混凝土的抗碳化性能。

2.试验检测高性能混凝土分析 篇二

1 无砂混凝土力学性能

无砂混凝土强度试验包括抗压强度、抗折强度和劈裂强度等。本文采用2种级配,制备2种水灰比和孔隙率的试件,在标准条件下养生28 d在进行强度试验。试验结果如表1所示。

从表1强度试验结果可看出,无砂混凝土强度受到级配、水灰比和孔隙率的影响。在不同级配条件下,水灰比对强度的影响不同,但孔隙率对强度的影响趋势相同,即无砂混凝土强度随着孔隙率的增大而减小。同时,试验数据也反映出无砂混凝土的压折比大概为6~7,而普通混凝土一般为7~10,反映出无砂混凝土有着较高的抗折强度。

2 无砂混凝土收缩性能

为便于试验对比分析,试件采用与强度试验相同的2种级配,水灰比W/C=0.30,分别进行干缩试验和收缩试验。

2.1 干缩试验

无砂混凝土干缩试验按混凝土干缩试验规范[1]进行,测定在20±2℃,相对湿度为60%±5%条件下无砂混凝土试件的长度变形。试验结果如表2所示。

从无砂混凝土的干缩试验数据可知,随着孔隙率的增大,无砂混凝土的干缩均随之增大。2种级配的无砂混凝土试件收缩量均在3 d时完成大约为40%,在14 d时完成大约70%以上,90 d后基本趋于稳定。由文献[2]可知,无砂混凝土干缩系数比常用半刚性基层材料的干缩系数要小得多。因此,可以说无砂混凝土具有更好的抗干缩性能,在施工中产生干缩裂缝可能性较小。

2.2 温缩试验

无砂混凝土温缩试验试件采用与强度试验相同的2种级配,其中级配1的孔隙率为20%,级配2的孔隙率为24%,制成100 m×100 m×400 m的梁式试件标准养生28 d后进行测试。试验结果如表3所示。

由试验结果可知,温度在40~60℃范围内,无砂混凝土平均温缩系数最大;温度在0~10℃,平均温缩系数最低;0℃以下低温部分平均温缩系数低于0℃以上部分平均温缩系数。由文献[3]可知,无砂混凝土温缩系数低于常用半刚性基层材料和普通混凝土,具有较好的温度稳定性。

3 无砂混凝土疲劳性能

无砂混凝土疲劳试验,采用级配2,孔隙率为24%,制成100 mm×100 mm×400 mm小梁试件,在标准条件下养生90 d后进行测试。通过数据整理分析,得到无砂混凝土失效概率为50%的疲劳方程为[3]:

式中:S为应力水平;N为疲劳循环次数。

为直观获得无砂混凝土的疲劳性能,将普通水泥混凝土[5]、贫混凝土[6]的疲劳方程与之比较,如图1所示。从图中可知得出在相同的应力水平条件下对应的疲劳寿命以普通水泥混凝土最大,且无砂混凝土的疲劳性能随着应力水平的增加而强于贫混凝土。

4 无砂混凝土排水性能

由于无砂混凝土的孔隙大,渗透系数较大。因此,在排水试验中采用常水头法试验测定其渗透系数。考虑到无砂混凝土渗透系数与集料粒径和有效孔隙率有关,试验中取不同粒径和有效孔隙率的试件进行测定,结果如表4所示。

由排水试验结果可知,无砂混凝土的渗透系数随着集料粒径和孔隙率的增大而逐渐增大,且最小渗透系数为1.15。因此,由排水试验可知无砂混凝土具有较强的排水性能。

5 结论

(1)无砂混凝土无论是材料组成还是力学特性都与普通水泥混凝土相似,具有很好的板体性,其力学强度(强度和刚度)略小于普通混凝土材料,优于贫混凝土材料,且明显优于常用的半刚性基层材料。同时,无砂混凝土具有比普通水泥混凝土、贫混凝土、半刚性基层材料更小的干缩和温缩性能。

(2)无砂混凝土其优越的排水性能是普通水泥混凝土、贫混凝土、半刚性基层材料不能比拟的,对于增加基层排水能力,减小沥青道路水损害有着显著作用。

(3)将无砂混凝土用于沥青混凝土路面基层,不但能够增强道路基层强度,而且能显著提高道路排水性能,对减少沥青路面一系列的病害,提高道路使用寿命有着重要意义。

摘要：对无砂混凝土性能进行了试验分析,结果表明无砂混凝土具有较高的力学强度、较小的收缩性能、较好的疲劳性能和排水性能,与常用半刚性基层材料相比具有优越的路用性能。

关键词：无砂混凝上,干缩性能,疲劳寿命,半刚性基层

参考文献

[1]JTJ053—94公路工程水泥混凝上试验规程[S].

[2]沙庆林.高等级道路半刚性路面[M].北京:中国建筑工业出版社,1993.

[3]陈志勇.多孔混凝土基层力学性能研究[D].南京:解放军理工大学,2008.

[4]石小平,姚祖康,李华,等.水泥混凝土弯曲疲劳特性[J].土木工程学报,1990,23(3):11-22.

[5]孙家伟.贫混凝土基层混凝土路面研究[D].西安:长安大学,2001.

[6]赵林芳.浅谈城市道路沥青混凝土路面病害[J].科技情报开发与经济,2006,(23):294-295.

[7]牛贵忠.城市道路病害的防治初探[J].山西科技,2009,(4):91-92.

3.试验检测高性能混凝土分析 篇三

关键词：高性能绿色混凝土；抗裂性能；剖析

中图分类号：TU528.59 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）06-0056-01

高性能绿色混凝土能通过掺入工业废料使混凝土结构优化并改善其性能[1]。而掺入的工业废料又能替换出混凝土中的水泥，从而节约了大量建设资金。在环保绿色理念不断深化的大背景下，对这种混凝土材料的配比与性能进行试验和改进，具有十分重要的意义。

1 材料与方法

1.1 材料来源

以本地自来水作为实验用水，选用上海亨鑫化工有限公司所提供的，减水能力可达30%的减水剂作为外加剂，并取河南克功建材有限公司所提供的聚合物纤维抗裂防水剂，以模数为2.8的中砂作为细集料，以粒径在5～20 mm间的单粒碎石作为粗集料，另选湖南益阳电厂所生产的Ⅰ级粉煤灰，和中材水泥有限责任公司所提供的P052.5级水泥。

1.2 实验方法

根据我国关于混凝土性能实验的相关标准，摘 要：在建筑材料领域，“性能”与“环保”已经成为未来发展的主要方向。高性能混凝土，相比普通混凝土在力学性能与使用性能等方面，均具有更为理想的表现。为了进一步提升此类混凝土材料的抗裂能力，故而对不同掺合料配比下的混凝土抗裂性能进行分析，并且结合实验过程，剖析了粉煤灰在掺和混凝土中所起到的作用，促进材料的科研创新，并供同行业工作者参考。

关键词：高性能绿色混凝土；抗裂性能；剖析

中图分类号：TU528.59 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）06-0056-01针对样本混凝土的抗裂性能加以约束条件，并采取分组对照的形式进行探究。以粉煤灰的掺入量作为变量，观察在不同掺入量的前提下，绿色混凝土在实验中的抗裂表现。

A组：粉煤灰掺入比例为50%，凝胶材料质量为350 kg/m3；

B组：粉煤灰掺入比例为40%，超细矿粉（P800）掺入10%，凝胶材料质量为400 kg/m3；

C组：粉煤灰掺入比例为40%，超细矿粉（P1000）掺入10%，凝胶材料质量为450 kg/m3；

D组：粉煤灰掺入比例为40%，CAK掺入10%，凝胶质量为500 kg/m3。

A、B、C、D四组， 均以凝胶总质量作为标准衡量掺入物在其中所占的比例。四组的砂率均为34%左右，塌落度平均（190±11）mm。

2 实验结果

实验结果，见表1、表2。

实验表明，将粉煤灰掺入高性能绿色混凝土（GHPC）中，能使CHPC的抗裂性能显著提升。这一方面是由于粉煤灰能在混凝度凝固时提供水化热，另一方面则对混凝土的收缩起到抑制作用。GHPC中不规则的水泥石会在凝固时形成缝隙，而二次水化则能封堵这些缝隙，优化GHPC的结构，使其抗裂性能提升。

单纯掺入粉煤灰的GHPC，其开裂面积与凝胶材料的用量之间存在正相关关系，即材料用量提升则开裂面积也会有所增加。在实验结果中可以清晰看到，材料用量为450 kg/m3时，其开裂面积开始扩大，而当用量增加至500 kg/m3，则开裂面积相比450 kg/m3时增加了1.2倍左右，相比用量为350 kg/m3，增加了2.5倍。此外，不仅开裂面积会随着凝胶材料用量的提升而增加，裂缝的宽度与凝胶材料用量之间也有显著相关性。以350 kg/m3为基准，则当用量达到400 kg/m3时， 裂缝宽度开始增加，达到 500 kg/m3时，裂缝宽度相比350 kg/m3增加了80%左右。然而裂缝数量的变化，与凝胶材料用量之间并无明确的相关关系。

GHPC中超细矿粉是保证绿色混凝土性能的重要材料。混凝土在凝固过程中因水泥石不规则所形成的孔隙，能被超细矿粉更进一步的填充。从而降低混凝土的收缩量，并防止土体因过分收缩而导致开裂。

实验结果显示，凝胶材料与开裂面积之间有着密切关联。若超细矿粉处在较低的比表面积水平，则其开裂面积相比比表面积大者明显较小。凝胶材料超过400 kg/m3时，开裂面积开始增加，此时对比不同掺入材料还能发现掺入P800的试件的开裂率相比P1000减少50%。

3 GHPC抗裂性能实验剖析

3.1 掺合料在混凝土中的作用

混凝土中所掺入的材料，大都是工业废渣。通过掺合料处理后，混凝土中的水泥量最高可减少50%[2]。并且土体的内部结构不会因掺和废料而产生有害影响，反而能提升土体的抗裂性能、耐久性能等力学与使用性能。在环保理念的影响更为深入的今天，建筑工程领域中，无论是出于节省水泥原材料还是合理处理工业废料的目的，都应该在施工建设中广泛采用掺和混凝土。

目前常用的掺和原料主要有粉煤灰、高炉矿渣以及硅灰等，而绿色混凝土就是基于环保和高性能理念，在普通混凝土中掺入工业废料，来改善混凝土性质并优化其结构。

3.2 粉煤灰在GHPC的作用

3.2.1 粉煤灰的形态效应

粉煤灰的成分以KiO2、CaO、Fc2O3等为主，具有吸附能力强、颗粒表面光滑等特点。能结合水泥熟料中的矿物，并形成化合物渗入混凝土中起到提高土体活性。

粉煤灰的颗粒表面致密度高、粒度细、光滑性好。而GHPC中存有许多水泥颗粒，这些颗粒之间的摩擦力会影响混凝土的均匀融合。将粉煤灰掺入混凝土中，这些类似玻璃珠一样表面光滑的颗粒，就会渗透进入到水泥颗粒之间，使拌合混凝土的和易性显著改善，并减少拌合时所需的水量。待混凝土硬化时，其抗裂性能就会得到提升。此外，掺入的粉煤灰还可以将水泥从混凝土中替换出来，从而使混凝土的砂率减小，提升粗骨料所占比重，使骨料的比表面积减少，拌合时用同样的水量能获得更高的流动性。

3.2.2 粉煤灰的微集料效用

粉煤灰是在高温环境下生成的，经过炉中煅烧后获得较高强度。掺入混凝土中，可以在水泥颗粒间形成“润滑”效果，增加搅拌时水泥颗粒间的均匀性，并防止颗粒的过度分散与过度黏聚。在水泥水化时粉煤灰还能将混凝土结构中的裂缝、空隙和毛细管进行填充，使孔结构得到良好的改善和优化。并增加胶体的密实度与使用寿命。

4 结 语

粉煤灰以其特殊的形态效应、微集料效应和火山灰效应，在被当做掺合料掺入后，能使混凝土的结构与性能都得到优化。在当前，可持续发展与绿色环保理念，已经深入到建筑工程领域。而GHPC以其力学性能好、使用寿命长等特点得到了广泛采用，随着技术的进步，期待未来建筑材料能在节能与环保等方面，取得新的突破。

参考文献：

4.试验检测高性能混凝土分析 篇四

新型节能复合混凝土空心砌块砌体抗震性能的试验研究

本文通过2片开窗洞加窗台梁节能复合混凝土小型空心砌块墙体和2片不开窗洞墙体的水平低周反复荷载试验,研究了节能复合混凝土小型空心砌块砌体墙的`受力全过程、开裂部位、裂缝发展情况以及破坏形态,分析了墙体的滞回特性、延性、耗能能力,刚度退化曲线等抗震性能,同时,考察了墙体外叶保护层的受力性能、破坏程度以及与墙体的共同工作机理,探讨了不同构造措施以及开窗洞对墙体抗震性能的影响.研究结果表明:复合混凝土小型砌块砌体从开始加载到最终破坏,砌块保护层都没有明显的鼓凸和脱落现象,说明聚苯层及横向拉结筋能够提供可靠的连接,保证外叶保护层在水平剪力和竖向荷载共同作用下和墙体整体工作,此外,开窗洞对墙体的抗震性能削弱较大.

作 者：孙伟民 戴薇原 郭樟根 张怀金 张大长 Sun Weimin Dai Weiyuan Guo Zhanggen Zhang Huaijin Zhang Dachang 作者单位：南京工业大学,土木工程学院,江苏,南京,210009刊 名：地震工程与工程振动 ISTIC PKU英文刊名：EARTHQUAKE ENGINEERING AND ENGINEERING VIBRATION年，卷(期)：26(5)分类号：P315.97关键词：复合混凝土小型空心砌块 抗震性能 低周反复试验

5.高性能混凝土配合比优化设计分析 篇五

近年来,国内对高性能混凝土配合比设计进行了很多研究,也提出了许多方法,但高性能混凝土组分复杂,诸多因素相互影响,往往表现为特定的`非线性规律,使得以往的配合比设计存在一些不足之处,基于此,本文对高性能混凝土配合比设计进行深入研究,提出相应的设计方法.

作 者：徐进勋  作者单位：中铁七局武汉公司 刊 名：广东科技 英文刊名：GUANGDONG SCIENCE & TECHNOLOGY 年，卷(期)：2009 “”(4) 分类号：U4 关键词：高性能混凝土   配合比设计   参数选择   外加剂  

6.试验检测高性能混凝土分析 篇六

文章基于下承式系杆拱桥建立模型,借助大型有限元分析软件Ansys,对系杆拱桥的空间稳定性能做出线性屈曲及非线性屈曲分析.结果表明,非线性对拱桥的稳定性能有很大的影响.

作 者：李朝宏 李夫凯 LI Chao-hong LI Fu-kai  作者单位：李朝宏,LI Chao-hong(滁州市农村公路管理局,安徽,滁州,239000)

李夫凯,LI Fu-kai(合肥工业大学土木与水利工程学院,安徽,合肥,230009)

刊 名：工程与建设 英文刊名：ENGINEERING AND CONSTRUCTION 年，卷(期)： 23(2) 分类号：U448.53 TU311.2 关键词：下承式   钢管混凝土土拱桥   空间稳定性能   线性屈曲   非线性屈曲  

7.试验检测高性能混凝土分析 篇七

目前,我国的砌块及其建筑得到了较快的发展,尤其是在多层建筑中,混凝土小型空心砌块已成为质优价廉的承重墙体材料。JGJ/T 14—95《混凝土小型空心砌块建筑技术规程》对混凝土小型空心砌块的设计和施工作了明确的规定,但是不够完善,满足不了砌块建筑向多层及高层发展的需要。为此,本文在研究钢纤维粉煤灰混凝土力学性能的基础上,研究了不同粉煤灰掺量对空心砌块抗压强度的影响,综合比较不同情况下钢纤维粉煤灰混凝土小型空心砌块的抗压性能。

通过对钢纤维粉煤灰混凝土力学性能的研究结果表明,钢纤维粉煤灰混凝土强度随钢纤维体积率的增加其抗压强度变化不太明显,掺入钢纤维对混凝土的抗压强度提高的作用不大,钢纤维掺量从0增加到0.6%,其抗压强度提高了13%,但粉煤灰等量取代30%~50%水泥后,一方面由于胶凝材料中水泥减少,使混凝土强度降低;另一方面,由于粉煤灰密度较小,使胶凝材料的体积增大,混凝土密实度提高,粉煤灰的这一微集料效应又会使混凝土强度提高,但过量取代水泥,则使混凝土中水泥过量减少而导致其强度降低幅度比较大,达到43%。劈裂抗拉强度提高的幅度比较大,抗折强度影响较大,弹性模量和轴心抗压强度的影响也较明显,钢纤维体积率为0.6%时,其抗压强度达到25.2 MPa,劈裂抗拉强度达到2.7MPa,抗折强度为2.6 MPa,弹性模量为34 GPa,轴心抗压强度为20.5 MPa。但随着粉煤灰掺量的增大,混凝土的力学性能随之下降,且变化较明显,粉煤灰掺量为30%时,钢纤维粉煤灰混凝土的力学性能较好。

因此,作为小型空心砌块的钢纤维粉煤灰混凝土的配合比我们确定为钢纤维的体积率0.6%、粉煤灰掺量30%,同时比较研究了掺与未掺钢纤维的粉煤灰混凝土的小型空心砌块的抗压性能。

1 空心砌块抗压强度试验

1.1 试验准备

试验依据GB/T 4111—1997《混凝土小型空心砌块试验方法》[2]进行,试件尺寸为390 mm×190 mm×190 mm,最小外壁厚度应不小于30 mm,最小肋厚度应不小于25 mm,空心率不小于25%。本试验砌块外壁厚为45 mm,肋厚为40 mm,空心率为35%,共制作10个试件。以钢纤维体积率为0.6%,粉煤灰掺量为30%的混凝土(E1-1、2、3、4、5)与不掺钢纤维的粉煤灰混凝土(E2-1、2、3、4、5)作对比试验。配合比设计见表1,试件形状如图1所示。

kg/m3

试验前先处理试件的坐浆面和铺浆面,使之成为互相平行的平面。将钢板置于稳固的底座上,平整面向上,用水平尺调至水平。在钢板上先薄薄地涂1层机油,或铺1层湿纸,然后铺1层以m(普通硅酸盐水泥)∶m(细砂)=1∶2的砂浆,将试件的坐浆面湿润后平稳地压入砂浆层内,使砂浆层尽可能均匀,厚度为3~5 mm。将多余的砂浆沿试件棱边刮掉,静置24 h以后,再按上述方法处理试件的铺浆面。为使两面能彼此平行,在处理铺浆面时,应将水平尺置于已向上的坐浆面上调至水平。在温度10℃以上不通风的室内养护3 d后做抗压强度试验。

1.2 试验步骤

(1)测量每个试件的长度和宽度,分别求出各个方向的平均值,精确至1 mm;

(2)将试件置于试验机承压板下,使试件的轴线与试验机压板的压力中心重合,以10~30 kN/s的速度加荷,直至试件破坏。记录最大破坏荷载。

试验结果以5个试件抗压强度的算术平均值表示,精确至0.1 MPa。

1.3 试验结果与分析

钢纤维粉煤灰混凝土砌块和粉煤灰混凝土砌块的试验结果见表2。

从表2可以看出掺钢纤维的混凝土砌块的抗压强度比粉煤灰混凝土即没有掺钢纤维的砌块强度提高了54%。

试件的破坏形式如图2、图3所示。

从图2、图3可以看出,破坏主要发生在试件的边角,其次试件的破坏形式也因为钢纤维的掺入而有所不同。掺钢纤维的试件,混凝土基体微裂缝出现后,随荷载的增加,微裂缝不断扩展、蔓延,在其裂缝尖端前缘附近再形成微裂纹,微裂缝区中的各裂缝继续发展,并相互连通和贯穿(如图2)。跨越裂缝的钢纤维将裂缝两侧混凝土联结在一起共同受力。这主要是因为混凝土中裂缝发展受到钢纤维阻挡而偏离原方向,由于钢纤维的乱向分布,裂缝开展路途也将是曲折的,这样就提高了开裂所需能量,增大混凝土强度。而未掺钢纤维的试件(如图3),随荷载的增大有明显的裂缝,且沿着裂缝破坏断裂。

2 结语

8.试验检测高性能混凝土分析 篇八

摘要：本文主要针对蒸压加气混凝土砌块收缩开裂性能的试验展开了探讨，对试验部分作了详细的介绍，并对试验结果作了系统的论述和展开了分析，以期能为有关方面的需要提供有益的参考和借鉴。

关键词：蒸压加气混凝土；砌块；开裂收缩；试验

引言

蒸压加气混凝土是近年来逐渐成为主导的节能墙体的一种新型施工材料，但由于对其的施工技术还未完全成熟，在相关的施工应用中还存在着收缩开裂等问题，影响着施工质量。因此，为了促进蒸压加气混凝土的应用发展，就需要对其收缩开裂等问题进行试验，以找出合理的施工技术，从而减少施工问题的出现，保障工程的施工质量。

1 试验

1.1 原材料

所用原材料为3种加气混凝土砌块和3种抹面砂浆，其基本性能分别见表1和表2。

表1 加气混凝土砌块的基本性能

注：砌块编号C为特殊产品，吸水率低。

表2 抹面砂浆的基本性能

1.2 试验方法

按照实际工程施工水平，分别使用3种加气混凝土砌块砌筑3堵高2m、宽3m的加气混凝土砌体（墙体一～墙体三）。每堵砌体正反两面的抹面砂浆均分为3段，左边砂浆段（工地自拌砂浆M1）、中间砂浆段（自行配制的M5.0砂浆M2）和右边砂浆段（市售加气混凝土砌块专用抹灰砂浆M3），模拟工程应用情况，进行工程应用效果分析，如图1所示，主要考察砌体经风吹、日晒、雨淋后的裂缝、空鼓、脱落等情况，具体测试指标及方法如下：

（1）砌体收缩情况：在抹灰完成7d的砌体上一段距离内钉上钉子，用千分尺测量钉子间距变化，并记录温湿度，考察自然条件下砌体的收缩；

（2）砌体裂缝情况：观察裂缝，用裂缝宽度测量仪测量裂缝的宽度，并统计规定面积内的裂缝数量。

图1 加气混凝土砌块砌筑实验墙体

2 试验结果与分析

2.1 3种加气混凝土砌块的吸水特性

图2为3种加气混凝土砌块吸水率与时间的关系。

图2 不同浸泡时间对加气混凝土砌块吸水率的影响

图3 墙体一3个月后的裂纹情况

从图2可以看出，强度低的加气混凝土砌块A吸水率較大，强度较高的加气混凝土砌块B吸水率稍低，砌块A、B的吸水率在后期差距较大，主要是其孔隙率差别；加气混凝土砌块C的吸水率相对砌块A、B明显较低，特别是早期吸水率降低明显，原因是其相对普通加气混凝土具有一定的憎水性。

2.2 砌体裂缝分析

各实验墙体经自然条件下的风吹、日晒、雨淋一段时间后，墙体的开裂及裂纹情况分析如下：

（1）墙体一左边砂浆段约15d出现2条裂缝，宽度约0.2mm，约30d后宽度变为0.5mm；中间砂浆段约7d出现1条顶部裂缝，宽度约1mm，约30d后宽度变为2mm；右边砂浆段未出现可见裂纹。见图3。

（2）墙体二左边砂浆段约15d出现1条裂缝，宽度约0.2mm，约30d后宽度变为0.3mm；中间砂浆段约15d出现裂缝，宽度约0.2mm，约30d后宽度变为0.3mm；右边砂浆段未出现可见裂纹。见图4。

（3）墙体三中间砂浆段约15d出现1条裂缝，宽度约0.1mm，约30d后宽度变为0.2mm；左边砂浆段和右边砂浆段未出现可见裂纹。见图5。

图4 墙体二3个月后的裂纹情况

图5 墙体三3个月后的裂纹情况

图3～图5结果表明，使用低吸水率加气混凝土砌块砌筑的砌体开裂情况稍好，使用专用砂浆（M3）抹面的加气混凝土砌体开裂情况可明显改善。但工程实际为了节省成本和方便施工，较少使用专用砂浆，使用低吸水率的加气混凝土砌块可有效改善墙体开裂问题。

2.3 墙体收缩分析

加气混凝土墙体在不同时间的收缩情况见图6。

图6 加气混凝土墙体在不同时间的收缩情况

由图6可以看出，墙体三的尺寸变化相对墙体一、墙体二较小，表明墙体三所用加气混凝土砌块的收缩较小，即低吸水率加气混凝土砌块的收缩较小；右边砂浆段的收缩相对较小，表明专用砂浆与加气混凝土砌块匹配性较好；与2.2的开裂试验结果相符。

3 结语

综上所述，蒸压加气混凝土砌块具有自重轻、保温隔热、施工方便、造价低等特点，作为国家重点推广的新型节能墙体材料，在工程中得到广泛的应用。但是我们仍然需要应用有效的技术保障混凝土的施工质量，从而为整个工程的建设打下坚实基础。

参考文献：

[1]王现辉.蒸压加气混凝土砌块墙体开裂的机理分析[J].企业导报.2012（14）.

[2]夏多田、何明胜、唐艳娟、曾晓云.轻质混凝土砌块砌体受压性能试验研究[J].建筑科学.2013（07）.

9.试验检测高性能混凝土分析 篇九

钢筋混凝土连续箱梁加固前、后性能对比分析

文章以官亭高架桥为例,在该桥进行维修加固前,对其进行了合理的`检测和评价,得出桥梁的实际状况和承载能力,分析病害、损伤的原因,从而提出有效的维修加固措施.以此桥为例,该文介绍了桥梁的检测方法,检测结果以及加固措施,并对该桥加固前、后静力和动力性能做了对比分析.分析结果表明,加固后的高架桥具有较大刚度和强度,证明粘钢加固设计是合理的,可以继续使用.

作 者：刘跃军 周安 LIU Yue-jun ZHOU An  作者单位：合肥工业大学,土木与水利工程学院,安徽,合肥,230009 刊 名：工程与建设 英文刊名：ENGINEERING AND CONSTRUCTION 年，卷(期)： 23(1) 分类号：U448.215 U445.72 关键词：高架桥   检测   荷载实验   加固   静力测试   动力性能  

10.试验检测高性能混凝土分析 篇十

E-BF复合式除尘器的性能试验研究与分析

摘要：介绍了COHPAC型电袋复合式除尘器(简称B-BF)的特性及应用,并通过工厂内的.模拟试验,系统分析了E-BF复合式除尘器的各种性能,重点讨论了预荷电后的粉尘特性以及荷电粉尘对后级布袋除尘器过滤机理的影响.作 者：王会 孙玉 WANG Hui SUN Yu 作者单位：长春凯希环保有限责任公司,长春,130033期 刊：中国环保产业 Journal：CHINA ENVIRONMENTAL PROTECTION INDUSTRY年，卷(期)：,“”(4)分类号：X701.2关键词：E-BF复合式除尘器 预荷电 预收尘 静电凝并

11.试验检测高性能混凝土分析 篇十一

关键词：抗冲击性能；钢管混凝土；高温后；动态强度

中图分类号： TU398 文献标识码：AExperimental Study on the Dynamic Behavior

近年来，随着城市化的飞速发展与建筑密度和高度的增加，建筑火灾事故频繁发生，造成了相当数量的倒塌事故；同时一些重要的建筑也面临着恐怖袭击可能造成的高温火灾爆炸或冲击威胁.因此，需开始考虑建筑结构火灾（高温）后的抗冲击设计和抗倒塌设计.

钢管混凝土不仅具有承载力高、塑性和韧性好、抗震性能优越、施工方便等优点，且具有良好的耐火性能、火灾后力学性能与抗火灾倒塌能力［1-2］.因此，钢管混凝土也应具有良好常温下和火灾（高温）后抗冲击力学性能.国内外学者进行了混凝土在冲击荷载作用下的动态力学性能研究［3-6］，而钢管混凝土在爆炸和冲击荷载作用下的力学性能研究相对较少.陈肇元等［7］，Prichard和Perry［8］用落锤实验机进行了钢管约束混凝土的冲击试验；Xiao等［9］进行了钢管混凝土与约束钢管混凝土SHPB和高速轻气炮冲击试验；李珠等［10］对16根钢管混凝土短柱进行了轴向冲击试验研究；郑秋［11］进行了钢管混凝土落锤冲击试验研究；Huo等［12］进行了15个高温下钢管混凝土SHPB抗冲击性能试验研究；任晓虎等［13］进行了高温后钢管混凝土短柱落锤动态抗冲击试验研究.上述试验结果均表明，钢管混凝土无论是在常温下还是高温下（后）均具有良好的抗冲击性能，这主要是由于组成钢管混凝土的钢管和核心混凝土之间相互贡献、协同互补、共同工作［1］，使之具有更好的高温下（后）抗冲击力学性能.

4 结论

通过对不同温度作用后钢管混凝土进行SHPB抗冲击试验研究，得到如下结论：

1）随温度的升高，高温后钢管混凝土极限强度明显下降，但仍有良好的变形能力和后期承载能力，即高温后钢管混凝土具有良好的抗冲击能力.

2）多次冲击下高温后钢管混凝土强度和耗能结果表明，高温后钢管混凝土具有良好的抗多次冲击的能力，说明钢管混凝土可用于抗火灾倒塌与高温抗爆和抗冲击的结构中.参考文献

［1］ 韩林海.钢管混凝土结构

理论与实践［M］. 北京:科学出版社, 2004, 1-22, 69-74, 373-422

HAN Linhai. Concretefilled steel tubular structurestheory and practice［M］. Beijing: The Science Press, 2004, 1-22, 69-74, 373-422.

12.试验检测高性能混凝土分析 篇十二

玄武岩纤维作为一种新型无污染纤维材料,与碳纤维相比,两者的性能不相上下,但玄武岩纤维价格仅为碳纤维的1/10[11];与钢纤维相比,钢纤维的自重大,制作时消耗大量钢材,使用过程中,因其与混凝土的黏附性不足,钢纤维常常被拔出,而玄武岩纤维是典型的硅酸盐纤维,与水泥基材料相容性好,具有更好的黏附性,当在混凝土中掺入均匀分散的短切玄武岩纤维时,能增强混凝土力学性能,阻止裂缝扩展[12—14]。潘慧敏[12]研究了玄武岩纤维混凝土力学性能,得出玄武岩纤维能一定程度上改善混凝土的强度和抗冲击性能。邓侃等[13]研究了掺无机纤维钢渣胶凝材料的理化特性,得出适量的纤维掺量可以提高钢渣胶砂的强度,同时能阻止裂纹的扩展和改变其扩展的方向。

为解决钢渣粉混凝土出现开裂和强度不满足要求等问题,在钢渣粉混凝土中掺入玄武岩纤维,制成玄武岩纤维钢渣粉混凝土。试验研究不同钢渣粉掺量和不同玄武岩纤维掺量对混凝土压拉性能的影响,确定其最佳掺量,为工程实践提供参考。

1 试验

1. 1 试验材料

水泥选用淮南市八公山水泥厂生产的P ·O42. 5 级普通硅酸盐水泥; 砂子选用淮河中砂; 石子选用粒径5 ~ 10 mm级配碎石; 玄武岩纤维选用南京曼卡特建材销售中心生产的短切浸胶玄武岩纤维,该纤维的直径为16. 5 μm,长度为9 mm,密度为2. 63 g / m3,弹性模量为93 ~ 110 GPa,抗拉强度为3 500 ~ 4 500 MPa; 钢渣粉选用南京和生材料公司生产的二级转炉钢渣粉,其勃氏比表面积为450m2/ kg,密度为2. 9 g / cm3,流动度比为98% ; 试验用水选用自来水。

1. 2 配合比

混凝土基准配合比见表1。玄武岩纤维按纤维体积率外掺0 kg /m3、2 kg /m3、3 kg /m3、4 kg /m3、5kg / m3; 钢渣粉等量取代水泥( 质量分数) 0% 、10% 、20% 、30% ; 按正交试验设计20 组配合比,每组配合比成型6 个试件。

1. 3 试验方法

按GB /T 50081—2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》对抗压强度和劈裂抗拉强度试验的要求,采用TYE—2000 型试验机进行试验,加载过程中施加连续、均匀的荷载,抗压强度试验加载速度取为0. 5 ~ 0. 8 MPa /s,劈裂抗拉强度试验加载速度取为0. 05 ~ 0. 08 MPa /s。

1. 4 试验结果

玄武岩纤维钢渣粉混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度试验结果如表2 所示。

2 试验结果分析

2. 1 抗压强度

混凝土中不同掺量的钢渣粉和不同掺量的玄武岩纤维协同作用结果见图1、图2。

由图1 知,当钢渣粉掺量为0% 即单掺玄武岩纤维时,混凝土抗压强度随着玄武岩纤维掺量增加呈先上升后下降的趋势,玄武岩纤维掺量为3 kg /m3时混凝土的抗压强度较好,此时对应的抗压强度相对于基准混凝土提高3. 7% 。当钢渣粉掺量一定时,随着玄武岩纤维掺量增加,混凝土抗压强度先上升后下降。钢渣粉掺量为10% ~ 20% 时,掺3 kg /m3玄武岩纤维的混凝土抗压强度较好,如钢渣粉掺量为20% 时,掺3 kg /m3玄武岩纤维混凝土的抗压强度较基准混凝土提高6. 5% ,而当玄武岩纤维为5kg / m3时,混凝土的抗压强度较基准混凝土降低1. 0% 。

由图2 知,当玄武岩纤维掺量为0 kg /m3即单掺钢渣粉时,混凝土的抗压强度随着钢渣粉掺量的增多呈先上升后降低的趋势,掺10% ~ 20% 钢渣粉的混凝土抗压强度接近或者略高于基准混凝土,而钢渣粉掺量大于20% 时,混凝土的抗压强度出现明显下降; 当玄武岩纤维掺量一定时,随着钢渣粉掺量的增加,混凝土的抗压强度先增加后降低。以玄武岩纤维掺量为3 kg /m3为例,钢渣粉掺量10% 、20% 、30% 与钢渣粉掺量0% 的抗压强度相比,分别提高1. 4% 、2. 6% 、- 8. 6% ,由此可以看出,钢渣粉掺量小于20% 时,抗压强度有所增加,钢渣粉掺量大于20% 时,抗压强度下降较快。

2. 2 劈裂抗拉强度

由图3、图4 知劈裂抗拉强度的变化规律与抗压强度类似,钢渣粉掺量、玄武岩纤维掺量分别为10% ~ 20% 和3 kg / m3时,混凝土的劈裂抗拉强度较好。劈裂抗拉强度的增长幅度要大于抗压强度的增长幅度,单掺3 kg /m3玄武岩纤维混凝土的劈裂抗拉强度相对于基准混凝土提高8. 7% ; 钢渣粉掺量为20% 、玄武岩纤维掺量为3 kg /m3时,混凝土劈裂抗拉强度较基准混凝土提高11. 9% ,较单掺20% 钢渣粉混凝土提高13. 1% 。

3 机理探讨

掺入适量玄武岩纤维后,均匀分散的玄武岩纤维在混凝土基体内形成一定的空间网格结构,与骨料共同受力［11，12］,可在一定的程度上减缓混凝土内各相间产生的相对滑移［15］,提高混凝土的压拉强度; 另外混凝土开裂后,开裂部分混凝土不再承受荷载作用,但仍可以通过其与纤维间较强的粘结作用将荷载传递给玄武岩纤维,同时,玄武岩纤维的抗拉强度较高、弹性模量较好,能够继续承受部分拉力［16］,这使得玄武岩纤维对混凝土劈裂抗拉强度的增幅大于对抗压强度的增幅。

掺入适量的钢渣粉后,由于钢渣粉的微集料效应［5，10］,其微小颗粒对水泥石孔隙和界面结构起到填充作用,提高了混凝土的密实度,且钢渣粉在水化产物Ca( OH)2等激发下开始水化,水化产物填充水泥石的孔隙,对混凝土强度发展有利。

在混凝土中双掺适量的玄武岩纤维与钢渣粉( 玄武岩纤维掺量为3 kg /m3,钢渣粉掺量为10% ~20% ) 时,一方面,钢渣粉的活性低,强度发展慢,钢渣粉中游离氧化物在浆体中发生水化膨胀可能形成微裂纹,在混凝土中掺入适量的玄武岩纤维不仅可以承载应力,而且能阻止裂纹的扩展; 另一方面,适量的钢渣粉等量替代水泥,微小的钢渣粉颗粒可以填充因掺玄武岩纤维而引起的缺陷,细化混凝土的孔径,改善混凝土的界面过渡区。这些反映到宏观力学性能上,即适量的玄武岩纤维和钢渣粉能共同提高混凝土的压拉性能。

4 结论

通过进行不同玄武岩纤维掺量和不同钢渣粉掺量下混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度试验,得出以下结论:

( 1) 当钢渣粉掺量一定时,随着玄武岩纤维掺量的增加,混凝土的抗压、劈裂抗拉强度呈先上升后下降的趋势。钢渣粉掺量为0% ~ 20% 时,掺3 kg /m3玄武岩纤维混凝土的压拉性能较好。

( 2) 当玄武岩纤维掺量一定时,随着钢渣粉掺量的增加,混凝土的抗压、劈裂抗拉强度呈先增加后降低的趋势,钢渣掺量超过20% 时,混凝土的抗压、劈裂抗拉强度下降明显。

13.高性能混凝土的产生背景 篇十三

传统的混凝土虽然已有将近200年的历史，也经历了几次大的飞跃，但今天却面临着前所未有的严峻挑战：

1、随着现代科学技术和生产的发展，各种超长、超高、超大型混凝土构筑物，以及在严酷环境下使用重大混凝土结构，如高层建筑、跨海大桥、海底隧道、海上采油平台、核反应堆、有毒有害废物处置工程等的建造需要在不断增加。这些混凝土工程施工难度大，使用环境恶劣、维修困难，因此要求混凝土不但施工性能要好，尽量在浇筑时不产生缺陷，更要耐久性好，使用寿命长。

2、进入20世纪70年代以来，不少工业发达国家正面临一些钢筋混凝土结构，特别是早年修建的桥梁等基础设施老化问题，需要投入巨资进行维修或更新。1987年美国国家材料咨询局的一份政府报告指出：在美国当时的57.5万座桥梁中，大约25.3万座处于不同程度的破坏状态，有的使用期不到20年，而且受损的桥梁每年还增加3.5万座。1991年在美国提交美国国会的报告“国家公路和桥梁现状”中指出，为修复或更换现存有缺陷桥梁的费用需投资910亿美元；如拖延修复进程，费用将增至1310亿美元。美国现存的全部混凝土工程的价值约6万亿美元，每年用于维修的费用高达300亿美元。

在加拿大，为修复劣化损坏的全部基础设施工程估计要耗费5000亿美元。在英国，调查统计了271个工程劣化破坏实例，其中碳化锈蚀17%，环境氯盐锈蚀33%，内部氯盐锈蚀5%，混凝土冻蚀10%，混凝土磨蚀10%，混凝土碱—骨料反应破坏9%，硫酸盐化学腐蚀4%，其他工作不常发生的腐蚀破坏7%。

我国结构工程中混凝土耐久性问题也非常严重。建设部于20世纪90年代组织了对国内混凝土结构的调查，发现大多数工业建筑及露天构筑物在使用25~30年后即需大修，处于有害介质中的建筑物使用寿命仅15~20年，民用建筑及公共建筑使用及维护条件较好，一般可维持50年。

相对于房屋建筑来说，处于露天环境下的桥梁耐久性与病害状况更为严重。据2000全国公路普查，到2000年底我国已有各式公路桥梁278809座，公路危桥9597座，每年实际需要维修费用38亿元，而实际到位仅8亿元。

港口、码头、闸门等工程因处于海洋环境，氯离子侵蚀引发钢筋锈蚀，导致构建开裂、腐蚀情况最为严重。1980年交通部四航局等单位对华南地区18座码头调查的结果，有80%以上均发生严重或较严重的钢筋锈蚀破坏，出现破坏的时间有的距建成仅5~10年。

14.试验检测高性能混凝土分析 篇十四

摘 要:高性能混凝土是一种是以耐久性为主要指标,同时具备高强、高早强、高施工性等优异性能的新型混凝土。应该通过制备的科学性以及提高浇筑、捣实等施工方法和工艺来提高混凝土的高施工性、高强度和体积稳定性,从而提高道路桥梁的使用寿命和整体经济效益。

关键词:道路桥梁;高性能混凝土;高抗渗能力;施工应用

1 高性能混凝土的特性

1.1 具有一定的强度和高抗渗能力

高性能混凝土具有一定的强度和高抗渗能力,但不一定具有高强度,中、低强度亦可。至于高性能混凝土应达到多高强度,世界各国暂无统一的明确规定。

1.2 具有良好的工作性

高性能混凝土具有良好的工作性,在成型过程中不分层、不离析,易充满模型;泵送混凝土、自密实混凝土还具有良好的可泵性,施工时能达到自流平,坍落度经时损失小,具有良好的可泵性。这种优良的工作性能可以保证施工时混凝土的质量均匀,提高施工效率。

1.3 使用寿命长

高性能混凝土的使用寿命长,对于一些特护工程的特殊部位,控制结构设计的不是混凝土的强度,而是耐久性。能够使混凝土结构安全可靠地工作1以上,是高性能混凝土应用的主要目的。

1.4 具有较高的体积稳定性

高性能混凝土具有较高的体积稳定性,即混凝土在硬化早期应具有较低的水化热,硬化过程中不开裂,收缩徐变小。硬化后期具有较小的收缩变形,不易产生施工裂缝。

2 高性能混凝土的配备及应用

2.1 高性能混凝土的配备原则

在高性能混凝土按配合比拌制之前,必须对原材料进行检验,尤其要控制好集料,水泥和矿物掺合料的质量,主要的技术指标必须达到施工规范提出的要求。由于高性能混凝土用水量少,水胶比低,拌合时较稠,因此在具体的操作中,应需要采用拌合性能好的搅拌设备。配制的基本原则是:采用低水胶比,选用优质原材料,且必须掺加足够数量的矿物细掺料和高效外加剂如硅灰、粉煤灰、矿渣等,并从混凝土拌和物的流动性、施工工艺方面考虑,以获得高流态、低离析、质量均匀的高强混凝土。粉煤灰能有效地提高混凝土的抗渗性,显著改善混凝土拌合物的工作性,拌合用水采用无污染、无杂质的饮用纯净水。另外,制备高性能混凝土时,各种原材料的计量应尽量准确。

2.2 高性能混凝土的应用范围

随着材料科学的不断发展,耐久性、养护的`难易程度以及建设的经济性已成为工程建设的目标.高性能混凝土具有易于浇注、捣实而不离析、高超的、能长期保持的力学性能,早期强度高,韧性高和体积稳定性好,在恶劣的使用条件下寿命长、高强度、高流动性与优异的耐久性。目前,高性能混凝土广泛用于很多离岸结构物和长大跨桥梁的建造,包括长大跨桥梁所用的拌合物。它们主要用于主梁、墩部和墩基,硅粉混合水泥。另外,由于高性能混凝土可以显著降低结构的重量,显著提高受弯构件刚度,在预应力结构中则可施加更高的预应力值,并可利用早强特点提高张拉。并且,高性能混凝土还具有较强的抵抗大气环境作用和化学物质侵蚀的能力以及耐磨能力,可以广泛应用于露天工程或地下工程以及道路桥梁工程当中。

3 保证高性能混凝土施工质量的具体对策

3.1 严格控制高性能混凝土的拌制和运输高性能混凝土拌制前,严格按照施工配合比进行准确计量。

在具体的施工配备中,即使搅拌设备上装有先进的含水量测定及控制设备,操作人员也应该认真操作,在其稠度发生波动时,及时加以调整,从根源上确保高性能混凝土的特性。搅拌前严格测定粗细骨料的含水率,及时调整施工配合比。对于高性能混凝土运输设备限定,则应根据具体建筑工程的结构特点和工程量的大小以及道路气候状况等各种因素综合考虑后确定,在运输过程中还要尽可能保持混凝土的均匀性。运输时间应保证混凝土在初凝前浇入模板内并振捣密实。要求道路尽可能平坦且运距尽可能短,最大限度上减少混凝土的转运次数,确保高性能混凝土特性在具体施工中的正常发挥。

3.2 高性能混凝土的科学合理浇筑

混凝土的浇筑质量好坏直接关系到具体道路桥梁结构的承载能力和耐久性。浇筑一般包括布料、摊平、捣实、抹面和修整等诸多工序,混凝土浇筑工作十分关键,所浇混凝土必须均匀密实且强度符合施工的具体要求,保证结构构件几何尺寸准确,钢筋和预埋件位置准确,拆摸后混凝土表面平整光洁。同时,还要正确留置施工缝,采用分层连续浇筑,严格控制所浇混凝土的入模温度。在浇筑过程中,采用插入式高频振捣器按要求振捣密实。加强检查支撑系统的稳定性,浇筑后按照工艺仔细抹面压平,严禁洒水。

3.3 保证水化反应的正常进行

此外,保证水化反应的正常进行是保证高性能混凝土高性能的重要工艺措施,温度的高低直接影响水泥水化的速度,而湿度则严重影响水泥水化的能力。因此,要严格控制温度和湿度条件,保证混凝土的水化反应在适宜的环境条件下进行,确保高性能混凝土在施工中的使用功能。

参考文献

[1]@陈益民,贺行洋,李永鑫,等.矿物掺合料研究进展及存在的问题[J].材料导报,,(08).

[2]@陆有军,哈金福.多种掺合料复合配置高强高性能混凝土的试验[J].宁夏工程技术,2006,(03).

15.C80高性能混凝土试验研究 篇十五

高强高性能混凝土在我国的试验研究起步较晚，但发展较快。20世纪70年代以来，由于高效减水剂和超细矿物掺合料的生产，为在普通工艺条件下制备高强高性能混凝土提供了技术条件，促进了我国对高强高性能混凝土的应用。一些大型建筑工程结构、铁路工程，市政工程较多的使用了C50及以上等级的混凝土，在减轻混凝土结构自重，减少材料用量，节约资源和保护环境等方面起到了重要作用。实践证明，高强高性能混凝土所具备的特点是其它材料所无法代替的。因此，高强高性能混凝土具有较大的应用价值和良好的应用前景，是混凝土发展的必然趋势。

随着现代建筑科学技术的发展，建筑物越来越高，跨度也越来越大，设计单位采用高强高性能混凝土将越来越普遍。

1 研究目的和技术方案

1.1 研究目的

自19世纪80年代初以来，混凝土作为主导的结构材料用于土木工程已有一百多年的历史。随着建筑工程的材料质量和施工技术的不断提高，特别是多层建筑、高层建筑、超高层建筑以及大跨度预应力钢筋混凝土的发展需要，一般的普通混凝土已不能满足工程要求。因此，为适应建筑工程的飞速发展，适应建筑工程的设计与施工，笔者于2009年初开始研究和配制C80高性能混凝土，目的是能将其广泛应用到建筑工程上，替代传统的普通混凝土用于实际结构，减小结构断面尺寸，减轻结构自重，减少材料用量，节约资源和保护环境等。

1.2 技术方案

本研究配制C80高性能混凝土的目标主要是满足强度、工作性和耐久性的要求。影响高强高性能混凝土拌合物工作性的因素主要有水泥砂浆用量、骨料级配、外加剂品种及掺量;影响强度和密实度的主要因素是水胶比和矿物掺合料，粗骨料粒径、砂率和集料数量也会对强度有所影响;影响耐久性的因素是拌合物的均匀性、稳定性以及硬化混凝土的密实度和所用原材料的品质等。因此，为研制C80高性能混凝土，采用P·Ⅱ52.5级水泥，在拌制混凝土中掺加UNF-3C型缓凝高效减水剂，并掺加Ⅱ级粉煤灰。

2 研究中主要难点与解决途径

研究中主要的难点是水胶比。影响浆体组分强度的主要因素是水胶比，在保持合适的工作性条件下，水胶比应当尽可能降低。本试验中的解决途径是采用P·Ⅱ52.5级水泥，适当提高水泥用量，并掺加UNF-3型缓凝高效减水剂，试验混凝土水胶比为0.26～0.30，采用正交设计试验方案确定C80高性能混凝土的水胶比。

3 试验研究

3.1 原材料

3.1.1 水泥

选用甘肃某公司生产的硅酸盐P·Ⅱ52.5级水泥，实测3d抗压强度26.3MPa, 28d抗压强度57.5MPa, 3d抗折强度6.4MPa, 28d抗折强度10.3MPa。

3.1.2 砂

选用甘肃临洮河砂。实测级配合格，细度模数为2.7，Ⅱ区中砂，含泥量0.9%，泥块含量0.1%，表观密度2640kg/m3。制备C80高强高性能混凝土宜采用细度模数大于2.6～3.0的河砂，砂含泥量小于1%，氯离子含量<0.02%。经碱集料反应试验后，试件无裂缝、酥裂，在规定试验期内的膨胀率小于0.1%。

3.1.3 石

选用兰州安宁碎卵石，粒径5～20mm，实测级配合格，针片状颗粒含量1.8%，压碎指标5.2%，含泥量0.2%，泥块含量0, 表观密度2680kg/m3。

3.1.4 外加剂

选用山西某化工有限公司产的UNF-3型缓凝高效减水剂。该产品为灰褐色粉末，主要成份为萘系减水剂及适量缓凝成分, 兼有合理引气成份组成。实测减水率为26.4%。

3.1.5 粉煤灰

选用Ⅱ级粉煤灰，实测细度16%，烧失量4.07%，需水量比97%，三氧化硫含量1.02%。

3.1.6 水

采用洁净的饮用水。

3.2 混凝土配合比中因素影响试验分析

在已选定材料和确定的外加剂品种及掺量的基础上，考虑和安排好多因素对混凝土性能影响试验，是一个很值得研究的问题。试验安排得好，既可减少试验次数，缩短试验时间和避免盲目性，又能得到较好的结果。为此，本文采用正交设计方案进行优化试验，根据试验与分析，确定本试验需研究水胶比、粉煤灰掺量、砂率三种因素及其三个不同水平。

3.2.1 因素水平表

因素水平表见表1。

3.2.2 正交设计及试验结果

L9 (33)正交设计及试验结果见表2。

3.2.3 各因素对试验结果的极差分析

各因素对试验结果的极差分析(计算过程略)见表3。

3.2.4 结果分析

采用水胶比0.28和0.26所配制的混凝土标准养护28d抗压强度分别为96.6MPa和97.5MPa，均可达到所需的配制强度。

3个因素对混凝土28d抗压强度影响程度中，水胶比的影响非常显著，粉煤灰掺量次之，砂率对强度影响不显著。对工作性的影响程度中，粉煤灰掺量影响非常显著，砂率的影响次之，水胶比对工作性影响不显著。

3.2.5 确定混凝土配合比

根据上述影响因素分析和配合比试验结果，最终确定配合比见表4。

3.3 混凝土拌合物性能

C80高性能混凝土除具有较高的强度外，还应具有良好的流动性和一定时间的保持性，对新拌混凝土进行了坍落度损失试验，结果见表5。

试验结果表明，混凝土在2h内，坍落度损失在10 mm以内，具有较大的流动性，新拌混凝土含气量低于1.0%，密实度好，因此，混凝土具有良好的工作性。

3.4 立方体抗压强度

按照表4确定的混凝土配合比，重复做了22次混凝土立方体抗压强度试验，以验证该混凝土配合比的稳定性，结果见表6。

从试验结果可以看出，采用以上原材料和配合比配出的C80高性能混凝土，其28d抗压强度能稳定达到配制强度fcu.089.6MPa以上，且离散性不大。

3.5 其它力学性能

为了进一步研究C80高性能混凝土的其他力学性能，本文还进行了轴心抗压、劈裂抗拉、静力受压弹性模量、抗折力学性能试验，具体试验过程从略，试验结果见表7。

由表7可知，C80高性能混凝土的轴压比为0.74, 符合CECS 104∶99《高强混凝土结构技术规程》中的有关规定。拉压比达到0.063，比普通混凝土略低，但规律是一致的。静力受压弹模量高于《高强混凝土性能结构设计与施工指南》中给出的数值。

试验结果表明，C80高性能混凝土的配制采用了洁净、界面条件较好的碎卵石，UNF-3型缓凝高效减水剂，加入适量的Ⅱ级粉煤灰，因此，使混凝土的密实性及水泥基材与骨料界面的粘结强度都不同程度的得到了改善。混凝土抗折强度、轴心抗压强度、劈拉强度也随着混凝土抗压强度的提高而提高，即脆性降低、韧性提高，基本上克服了高强混凝土脆性较大的缺点，主要参数已与普通混凝土相近。

3.6 耐久性能试验

高强高性能混凝土意于当使混凝土劣化的外部条件存在时，使混凝土本身密实并不产生原生裂缝，同时减少混凝土内部受侵蚀的组分以保证高强高性能混凝土的耐久性。目前，常用抗渗性来评价混凝土抵抗介质侵入的能力;用抗冻融循环性来评价混凝土抵抗物理作用劣化的能力。本研究进行了收缩、抗渗、抗冻融试验，以研究混凝土的耐久性。

3.6.1 收缩性能

混凝土收缩性能是指混凝土长方试体在规定温度、湿度条件下，硬化过程中不受外力作用引起的长度变化。试验成型100mm×100mm×515mm的C80高性能混凝土试件1组，标准养护3d后，移入温度(20±2)℃、相对湿度(60±5)%的恒温恒湿室测量其初始长度。此后按规定龄期，测其长度变化，试验结果见表8。

试验结果表明，由于C80高性能混凝土中掺入了粉煤灰，提高了混凝土的密实性，使混凝土在实现高强度的同时，具备了良好的体积稳定性。

3.6.2 抗渗性能

混凝土的抗渗性能是反映混凝土耐久性的重要指标之一。为了验证C80高性能混凝土的抗渗性能，按照标准试验方法进行了抗渗性试验，试验结果见表9。

试验结果表明，由于C80高性能混凝土具有良好的密实性，抗渗等级达到P40仍未出现渗水现象，适合于地下工程结构和防水结构混凝土。

3.6.3 抗冻融试验

混凝土的抗冻融性是指其在饱和状态下遭受冰冻时，抵抗冰冻破坏的能力，是评定混凝土耐久性的重要指标。试验成型了100mm×100mm×100mm的C80高性能混凝土试件进行了慢冻法试验，试验结果见表10。

试验结果表明, 由于C80高性能混凝土水胶比小，强度高, 结构致密, 因此，抗冻融性能好。经过200次冻融循环后，强度损失率7.0%，重量损失率0，远远优于普通混凝土，因此，C80高性能混凝土具有良好的耐久性能。

4 技术经济效益

C80高性能混凝土具有强度高、工作性能好、耐久性优、综合经济合理等优点。在建筑工程中推广应用C80高性能混凝土，不仅可以减小结构构件断面尺寸，减轻结构自重，降低材料用量，加快施工进度，而且直接能降低混凝土主体结构的造价。参考有关综合测算资料，单方高强混凝土造价要比普通混凝土高，但综合考虑(如混凝土截面减小等因素)，主体结构造价可降低2%。普通混凝土高层建筑主体结构造价约1200元/m2，如应用C80高性能混凝土，主体结构造价每m3可节约24元，若该工程建筑面积为30000m3，则主体结构造价可节约72万元。

5 结束语

16.试验检测高性能混凝土分析 篇十六

摘要：为研究钢筋混凝土平面框架结构在局部构件失效后的静、动力特性，完成了两榀两跨单层平面框架试验，其中一榀框架用于静载试验以获取框架静力特性数据，另一榀框架分别在空载、均布线荷载情况下采用锤击法进行动力试验，获取试验框架的位移、加速度和钢筋应变等动力响应数据.通过对比分析静载与动力试验结果，研究框架梁在锤击过程中的受力特性.试验结果表明：在大当量力锤锤击作用下，动力位移幅值与输入冲量近似呈线性关系，随着锤击力的增加，结构阻尼变化较小，频率下降.布有均布线荷载的框架梁在锤击荷载作用下产生了拱效应，刚度略有提高.尽管力锤最大锤击力超过框架梁最大抗力，但冲击能量不可使其发生倒塌.

关键词：钢筋混凝土框架；锤击法；动力效应；连续倒塌

中图分类号：TU375.1；TU375.4文献标识码：A

近年来，结构连续倒塌（Progress Collapse）分析与设计在国内外已成为研究热点[1-8].结构发生连续倒塌，主要原因是爆炸、恐怖袭击等偶然荷载作用下建筑结构局部支撑构件的突然失效.局部支撑构件的突然失效会在周围构件上产生动力效应，失效构件承担的荷载通过横向传力构件传递给周围支撑构件，若周围支撑构件能承受这些荷载并达到新的受力平衡状态，结构将不会发生倒塌，否则，结构将发生连续倒塌.

DOD[9]抗倒塌设计指南中采用直接和间接两种方法进行抗倒塌设计.备用荷载路径法是常用的一种直接分析方法，该方法假定局部支撑构件失效，然后对剩余结构进行抗倒塌分析，其采用的分析方法主要有静力线性、静力非线性、动力线性以及动力非线性分析方法.静力分析方法简单但没有考虑连续倒塌过程中的动力效应问题，计算结果不够精确，动力分析方法精确但需对结构进行动力时程分析，其过程复杂且需较高时间成本.有研究表明[1]， 基于合理动力放大系数，采用静力等效分析方法可得到精确的计算结果以指导设计.现有抗倒塌设计指南均采用动力放大系数2.0，不少研究者对框架结构进行了动力分析和计算[2-4].

结构发生连续倒塌是一个复杂的动力效应过程，不仅包含动力非线性效应，还伴随构件碰撞等现象，且相关试验研究较少.本文在此背景下，对两榀平面框架展开试验研究，第1榀框架通过静载试验来获取框架结构的静力特性数据，如框架的抗力位移曲线、破坏特征以及受力特性等；第2榀框架拟采用锤击法进行动力试验，获取框架梁在中间柱头上受不同当量锤击荷载作用下的动力特性，并采用有限元软件SAP2000对试验结构进行动力时程分析.

1试验设计

按照GB 50010- 2010《混凝土结构设计规范》[10]和GB 50011-2010《建筑抗震设计规范》[11]，设计并在相同的条件下制作了两榀比例为1∶3的单层两跨平面框架模型，配筋以及截面尺寸都一样.其中一榀模型框架用于拟静力试验，以获取框架结构的静力特性数据，另一榀模型框架基于锤击法完成动力性能试验，获取框架结构的动力特性数据.钢筋的搭接以及锚固、箍筋间距均按照规范要求施工，框架配筋信息以及动力试验仪器布置如图1所示，静载试验框架主要测得中间柱头竖向荷载位移曲线.

（a）试验框架尺寸及测点布置图

（b）1-1截面 （c）2-2截面 （d）3-3截面

1—位移传感器；2—加速度传感器；

3—重型力锤（锤击位置为柱截面中心）；

4—钢筋应变片

试验框架梁柱纵向受力钢筋均为HRB400级钢筋，混凝土强度等级为C30.施工过程为先浇筑地基梁然后浇筑柱、梁.钢筋及混凝土的力学性能指标实测值如表1所示.

试验框架通过地脚螺栓固定在实验室地基梁上.试验之前，中柱采用千斤顶代替，如图2所示.对于静载试验框架，移除千斤顶后，采用机械式千斤顶在框架中间柱头顶部对框架施加竖向荷载，加载过程分级采用位移控制，每级加载后，读取框架中间柱头竖向位移.

动力试验分两种情况实施，第1种为空载框架，第2种为均布线荷载框架，即对布有1.2 kN/m线荷载（采用结构胶将砝码粘结在试验框架梁上，如图3所示）的框架进行锤击试验.试验时将框架中间柱头下部千斤顶移除，用重型力锤手工锤击框架中间柱头上表面中心位置，如图4所示，锤击过程中人工控制锤击力，锤击力由小至大连续增加到最大锤击力.采用位移计和加速度计测取中间柱头动位移和加速度，如图1所示，并同时测得力锤锤击荷载以及框架梁钢筋应变等数据.数据采集系统采用MGCplus，通过Catman软件进行采集，采样频率为1 200 Hz.

2试验结果与分析

2.1静力荷载位移曲线

图5给出了框架中间柱头竖向荷载位移曲线.由图5可知，试验框架在受力过程中经历了以下几个明显的阶段：AB段为弹性工作阶段，中间柱头竖向位移小于1.500 mm，框架梁上的裂缝在B点以后才出现.BC段为塑性受力阶段，在该阶段，随着荷载的增加，框架梁钢筋以及混凝土应变增加，当竖向位移达到17.530 mm时，边柱梁端出现塑性铰，到达C点时，达到最大承载能力14.837 kN.CD段为受压混凝土破坏阶段，从C点开始受压混凝土局部压碎，塑性铰区域混凝土严重剥落.D点（竖向位移215.640 mm）以后，边柱梁端一根受拉钢筋断裂，结构转化为悬索受力机制，主要由钢筋来承担荷载，达到E点时（竖向位移达到327.190 mm），中柱梁端受拉钢筋断裂.中间柱头竖向位移达到462.330 mm时（F点），框架梁达到悬索作用阶段的极限承载能力13.391 kN，其值小于C点对应的最大承载能力14.837 kN，表明对于钢筋混凝土平面框架，悬索效应阶段的极限承载能力小于塑性受力阶段的极限承载能力.试验破坏形态如图6所示.

2.2.2中间柱头加速度响应

图9给出了加速度实测时程曲线.由图9可知，加速度曲线存在一个尖点，表明锤击瞬时，框架梁惯性力较大，而此时阻尼力和恢复力较小，主要由惯性力和锤击力形成动力平衡状态.通过以下比较分析能够进一步证实这一现象的存在.

对于空载框架，锤击力峰值为3.264 kN时，加速度峰值为 15.888 m/s2；对于均布线荷载框架，锤击力峰值为3.168 kN时，加速度峰值为4.717 m/s2， 15.888/4.717=3.368.理论上，均布线荷载框架的质量为空载框架的3.12倍，在同等当量锤击荷载作用下，其加速度幅值应该是空载框架的1/3左右，与实测结果吻合很好.

2.2.3框架梁内力

图11给出了锤击力峰值为14.074 kN对应的空载框架梁钢筋应变时程曲线.由图11可知，梁钢筋应变表现出逐渐衰减的周期振动，梁两端钢筋拉应变很接近.在该级荷载作用下，边柱梁端上部混凝土开裂（混凝土开裂应变为140～280 με左右[12]），中柱梁端混凝土没有开裂.表明此时框架梁处于弹塑性受力阶段，由于混凝土开裂，结构刚度有所下降，如表2所示.图12给出了锤击力峰值为4.908 kN对应的均布线荷载框架梁钢筋应变时程曲线.由图12可知，梁钢筋应变表现出逐渐衰减的周期振动，在该级荷载作用下，中柱梁端混凝土开裂.

3框架梁动力特性计算与倒塌分析

采用有限元软件SAP2000，以实测锤击力时程曲线为时程函数对试验框架进行动力时程分析，积分方法采用HHT方法，不考虑几何非线性和材料非线性，计算结果见图7～图10.由图7～图10可知，在弹性阶段，计算值与实测结果吻合较好.在弹塑性阶段，计算值与实测值存在一定的差别，主要原因是计算过程中没有考虑材料非线性和几何非线性.计算响应幅值与实测响应幅值满足相同的变化规律：位移幅值与输入冲量呈线性关系，加速度幅值与锤击力幅值呈线性关系.计算采用的阻尼比相对结构的实际阻尼比略大，故图7和图9中计算得到的曲线比实测曲线衰减显得略快.由于计算模型刚度与实测模型稍有差别，故导致图7所示位移曲线计算值与实测值略有偏差.

由文献[8]可知，竖向荷载作用下框架梁中柱梁端承受正弯矩，梁端截面开裂后中性轴上移，边柱梁端承受负弯矩，梁端截面开裂后中性轴下移.故在框架梁的两端，截面中性轴不在同一水平面上，框架梁形成“拱效应”.由图11和图12可知，空载框架边柱梁端混凝土开裂，中柱梁端没有开裂，框架梁拱效应现象不明显.在该阶段，由于混凝土的开裂，框架梁的频率下降，刚度降低.均布荷载框架梁两端混凝土均开裂，框架梁处于拱效应受力阶段.

根据结构动力学知识，采用集中质量模型，可以把试验框架简化为单自由度体系进行计算.结构的振动频率主要与结构质量和刚度有关，均布线荷载框架梁的质量为空框架的3.12倍，由单自由度频率计算公式（ω=K/M，f=ω/2π）可知，结构质量增大为原来的3倍，在刚度不变的情况下，频率为原来的58%.根据表2和3，均布线荷载框架的频率为空载框架的74%左右，说明均布线荷载框架梁的刚度相对空框架有所提高.由位移幅值与冲量关系可知，在同等冲量作用下，空载框架梁的位移幅值是均布线荷载框架梁的1.54倍，表明均布线荷载框架梁的刚度相对空框架有所提高.

由上述分析可知，拱效应形成之前，框架梁刚度随混凝土开裂而降低，拱效应形成之后，框架梁刚度有所提高.

由静载试验结果可知，框架梁的最大承载能力为14.837 kN，由表2 和表3可知，空载框架所受最大锤击力达到18.605 kN，均布线荷载框架所受最大锤击力达到15.083 kN，结构并没有倒塌.产生这一现象的主要原因解释如下：

根据文献[13]，冲击荷载作用下钢筋混凝土梁满足以下能量平衡方程：

P0hγ+P0u=∫u0pdu.

方程右边为框架梁从位移原点到位移为u的过程中吸收的能量，可根据静力荷载位移曲线求得.P0为上部等效冲击荷载；h为冲击高度；γ为冲击过程中的能量传递系数.假定冲击过程为完全塑性冲击，采用简化单自由度模型计算能量损失.

框架梁破坏准则定义如下：框架梁中间柱头竖向位移达到框架梁受力钢筋断裂对应的位移（图5中的D点）或框架梁中间柱头竖向位移大于其最大承载能力对应的位移（图5中的C点）且此位移对应的恢复力小于作用在框架梁上的等效冲击荷载P0时，框架梁将发生倒塌.对于图5中H点来说，如果R（H）小于等效冲击荷载，该框架将发生倒塌.采用上述分析方法和破坏准则对试验框架进行倒塌分析，试验框架发生倒塌时对应的冲击高度和质量如表4所示.

由表4可知，试验框架梁在冲击荷载作用下发生倒塌所需要的能量较大，而本次锤击试验采用的锤头质量只有6 kg，输入结构的冲击能量有限，不足以使其发生倒塌.

4结论

1）在弹性以及弹塑性受力阶段，框架梁动力位移幅值与输入冲量近似呈线性关系，锤击力幅值与加速度幅值近似呈线性关系，随着锤击力的增加，结构的阻尼变化较小，振动频率下降.

2）锤击荷载作用下，空载框架梁没有形成拱效应，其刚度随混凝土开裂而降低，均布线荷载框架梁形成拱效应，其刚度有所提高.空载框架梁和均布线荷载框架梁阻尼很接近，表明结构阻尼受其质量影响较小.

3）框架梁在静力受力过程中经历弹性阶段、塑性阶段、悬索效应阶段等三个明显的受力阶段.试验梁的最大承载能力为14.837 kN，出现在塑性受力阶段，悬索效应阶段的极限承载能力是13.397 kN，表明对于钢筋混凝土平面框架，悬索效应阶段的极限承载能力小于塑性受力阶段的极限承载能力.

4）静力试验结果表明，试验梁的最大承载能力为14.837 kN，其受到的最大锤击力达到18.605 kN，结构并未倒塌，主要是因力锤冲击能量不足以使结构发生倒塌，需通过增大力锤质量或锤击高度等方式获得足够的冲击能量以使其发生倒塌.

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