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标题	纤维轻骨料混凝土高温力学性能研究
范文	王小莉 摘要： 随着我国绿色建筑行动方案的实施，绿色建材纤维轻骨料混凝土应用日益广泛；通过研究高温下各种纤维轻骨料混凝土力学性能：抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量、应力-应变关系，掌握其高温性能特征及确定进一步待研究的问题。 Abstract： With the implementation of green building action plan in China， the application of green building materials fiber lightweight aggregate concrete is becoming more and more extensive. By studying the mechanical properties of various fiber lightweight aggregate concrete at high temperature， such as compressive strength， splitting tensile strength， elastic modulus， stress-strain relationship， the characteristics of its high temperature properties and the problems to be further studied are studied. 关键词： 纤维轻骨料混凝土；高温；力学性能 Key words： fiber lightweight aggregate concrete；high temperature；mechanical property 中图分类号：TU377.9+4 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）19-0147-02 0 引言 轻骨料混凝土为绿色节能环保材料，具有轻质高强、抗震耐久性能好等优点，但其韧性低，抗变形能力弱，强度越高，脆性缺陷越明显。国内外学者对其高温下性能高度重视，研究表明：高温作用下轻骨料混凝土的力学性能优于普通混凝土，但高温爆裂较普通混凝土发生的早且几率大；随着温度升高其承载力不断降低[1-2]。为改善缺陷，在轻骨料混凝土中掺入纤维，以减少裂缝产生，延缓裂缝开展。现研究分析高温下不同纤维轻骨料混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量、应力-应变关系随温度的变化规律，并指出有待研究的问题。 1 抗压强度 通过不同高温后PP纤维轻骨料混凝土与一般轻骨料混凝土的立方体抗压强度折减系数（αpp与α）与轴心抗压强度折减系数（βpp与β），对比可知：200℃时，αpp=1.135>α=1.062，pp纤维提高了混凝土抗压强度，随着温度升高，两种试件的立方体抗压强度以相似变化趋势下降。高温下两种试件的轴心抗压强度呈相似直线下降趋势，200℃时，βpp=0.878>β=0.849，pp纤维对轻骨料混凝土高温后轴心抗压强度有所提高，但作用较小[4]。 通过试验研究四种类型试件：一般轻骨料混凝土、玄武岩纤维轻骨料混凝土、pp纤维轻骨料混凝土、混杂纤维轻骨料混凝土，在不同温度作用下抗压强度变化规律；100℃内，纤维轻骨料混凝土试件抗压强度有回升；100℃-500℃时，聚丙烯纤维抵抗抗压强度衰减能力优于玄武岩纤维；900℃时混杂纤维的残余抗压强度最大[5]。 2 劈裂抗拉强度 随着改性轻骨料试件受热温度升高，其残余劈裂抗拉强度不断降低，当400℃时，地聚物、成膜聚合物轻骨料试件残余抗拉强度分别为80%、57%，1200℃时，轻骨料混凝土残余劈裂强度都相近为20%[6]。 由pp纤维轻骨料混凝土试件、一般轻骨料混凝土试件在不同高温后劈裂强度折减系数变化规律（γpp与γ）：温度在20℃时γpp/γ=1.19，400℃时，γpp/γ=1.25，pp纤维提高混凝土劈拉强度[4]。 随着温度升高纤维轻骨料试件抗拉强度以近似线性规律衰减，900℃时，掺入玄武岩纤维、聚丙烯纤维，混杂纤维的轻骨料混凝土残余抗拉强度分别为20%、9%、27%，混杂纤维效果最好。高温下纤维轻骨料混凝土的劈裂抗拉强度比抗压强度敏感[5]。 3 弹性模量 采用应力-应变曲线上σ=0.4fc时所对应的割线模量作为近似初始弹性模量（EOT）。轻骨料混凝土的初始弹性模量（EOT）随温度T的变化规律（公式2），其弹性模量衰减程度小于普通混凝土，600℃时，残余弹性模量为36.8%。由图1可知：随温度升高两种试件弹性模量都以相似的趋势降低，但轻骨料混凝土弹性模量较大[2，4]。 200℃内，纤维轻骨料混凝土试件，弹性模量衰减无规律，随着温度升高，各种其试件弹性模量以近似线性衰减，700℃时，掺入玄武岩纤维、聚丙烯纤维，混杂纤维的轻骨料混凝土残余弹性模量分别为34%、22%、31%；且高温下弹性模量的衰减与其抗压强度的变化规律无明显的对应关系[5]。 4 应力-应变关系 由pp纤维轻骨料混凝土不同温度下的应力-应变曲线，获得其上升段曲线斜率大于轻骨料混凝土，即pp纤维能改善轻骨料混凝土韧性与延性。采用最小二乘法，进行试验数据拟合，提出pp纤维轻骨料混凝土不同高温后应力-应变曲线方程（公式3）[4，7]： 地聚物、成膜聚合物改性輕骨料混凝土试件受热温度越高，应力-应变曲线上升段直线段斜率减小，曲线段增长，应力峰值降低较大，极限应变显著增大；升温600℃以上时，曲线峰值后地聚物试件具有延性破坏特点，而成膜聚合物具有准脆性破坏特点[6]。 5 结论与展望 国内外学者对高温下纤维轻骨料混凝土的力学性能研究主要对象是小试件，且未受到荷载作用下的规律；有关其它方面待进一步研究：①不同长度、粗细、外形及种类的纤维或混杂纤维掺入轻骨料混凝土中的高温性能。②中、大尺寸试件在温度-荷载作用下纤维轻骨料混凝土的力学性能。 参考文献： [1]Turkmen I，Findik S B.Several properties of mineral admixtured lightweight mortars at elevated temperatures[J]. Fire and materials，2013，37（5）：337-349. [2]王建民，袁丽莉，汪能君，等.高温加热后轻骨料混凝土力学性能实验研究[J].自然灾害学报，2014，23（1）：258-263. [3]孙庆霞，曹万智，薛海儒，等.纤维增强轻骨料混凝土耐高温性能及有限元分析[J].混凝土，2011（7）：23-26. [4]髙凌峰，文豪，姜文亮，等.PP纤维对全轻混凝土的静力性能改善效果[J].河南城建学院学报，2017（5）：57-63. [5]刘云鹏.纤维改姓轻骨料混凝土的高温力学性能研究[D].昆明：昆明理工大学，2017. [6]何科成.改性轻骨料混凝土高温后力学性能及微观结构试验研究[D].昆明：昆明理工大学，2016. [7]杨键辉，文豪，蔺新艳，等.高温后全轻混凝土的劣化性能试验研究[J].工业建筑，2018（2）：144-148.
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