兵工学报 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (S1): 152-159.doi: 10.12382/bgxb.2023.0731
收稿日期:
2023-08-08
上线日期:
2023-12-08
通讯作者:
基金资助:
ZHANG Zhonghao1, WANG Wei1,*(), ZHANG Guokai2, WANG Zhen2, WU Gu3
Received:
2023-08-08
Online:
2023-12-08
摘要:
混凝土作为普遍使用的建筑材料,为进一步探索其在受到高温冷却后劣化损伤性能,使用ϕ74mm大口径分离式霍普金森压杆对不同温度冷却处理后的C30混凝土材料进行动态力学性能试验,得到其不同温度后、不同应变率下的应力-应变曲线,并针对其动态抗压强度、损伤变量及破碎形态进行了探讨。结果表明:在100~200℃范围内,混凝土的动态抗压性能下降有限,但当温度达到400℃及以上时,其力学性能下降明显,破碎形态严重。过高的温度会对混凝土材料造成损伤,高温冷却会使混凝土产生应变软化效应,高应变率下混凝土材料也体现出了应变率强化效应。过多的裂缝扩展也一定程度上抑制了损伤变量的增长。在相同温度处理后,应变率越高会使混凝土试样破碎越严重。且过高的温度会加剧混凝土的劣化损伤。
中图分类号:
张仲昊, 汪维, 张国凯, 王振, 吴汩. 不同高温作用后混凝土劣化损伤性能[J]. 兵工学报, 2023, 44(S1): 152-159.
ZHANG Zhonghao, WANG Wei, ZHANG Guokai, WANG Zhen, WU Gu. Study on Deterioration and Damage Performance of Concrete at Different High Temperatures[J]. Acta Armamentarii, 2023, 44(S1): 152-159.
成分 | 水泥 | 砂 | 碎石 | 水 | 粉煤灰 |
---|---|---|---|---|---|
配合比 | 515 | 782 | 1271 | 175 | 57 |
表1 混凝土配合比
Table 1 Concrete mix ratio kg/m3
成分 | 水泥 | 砂 | 碎石 | 水 | 粉煤灰 |
---|---|---|---|---|---|
配合比 | 515 | 782 | 1271 | 175 | 57 |
温度/℃ | 应变率/s-1 | 峰值应力/MPa |
---|---|---|
66.2 | 27.97 | |
20 | 87.5 | 31.51 |
104.5 | 33.32 | |
69.5 | 26.82 | |
100 | 91.2 | 28.66 |
106.9 | 32.11 | |
72.1 | 24.49 | |
200 | 92.6 | 25.61 |
113.6 | 31.32 | |
73.7 | 24.91 | |
400 | 93.7 | 25.21 |
112.2 | 28.99 | |
70.9 | 15.48 | |
600 | 87.3 | 19.65 |
113.3 | 21.39 |
表2 混凝土试样测试相关结果
Table 2 Test results of concrete sample
温度/℃ | 应变率/s-1 | 峰值应力/MPa |
---|---|---|
66.2 | 27.97 | |
20 | 87.5 | 31.51 |
104.5 | 33.32 | |
69.5 | 26.82 | |
100 | 91.2 | 28.66 |
106.9 | 32.11 | |
72.1 | 24.49 | |
200 | 92.6 | 25.61 |
113.6 | 31.32 | |
73.7 | 24.91 | |
400 | 93.7 | 25.21 |
112.2 | 28.99 | |
70.9 | 15.48 | |
600 | 87.3 | 19.65 |
113.3 | 21.39 |
温度/℃ | 自然冷却 | ||
---|---|---|---|
颜色 | 裂纹 | 破损 | |
20 | 灰 | ||
100 | 灰、淡黄 | ||
200 | 灰、黄 | ||
400 | 灰白、淡红 | 细裂纹 | |
600 | 灰白、红 | 明显裂纹 | 少量剥落 |
表3 不同加热温度及冷却条件下混凝土试样外观对比
Table 3 Comparison of the appearances of concrete samples under different heating temperatures and cooling conditions
温度/℃ | 自然冷却 | ||
---|---|---|---|
颜色 | 裂纹 | 破损 | |
20 | 灰 | ||
100 | 灰、淡黄 | ||
200 | 灰、黄 | ||
400 | 灰白、淡红 | 细裂纹 | |
600 | 灰白、红 | 明显裂纹 | 少量剥落 |
图8 相同应变率不同温度冷却后混凝土试样损伤变量与塑性应变的关系
Fig.8 Relationship between damage variable and plastic strain of concrete samples cooled at different temperatures with the same strain rate
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