發(fā)布時間：2022-01-10 09:55

　　為了研究亞高溫下粉煤灰摻量對高延性混凝土（ECC）力學性能的影響,對2組不同粉煤灰摻量的ECC試件進行了拉-壓性能測試,并從微觀尺度探究了亞高溫下ECC力學性能的變化機理.試驗結(jié)果表明,溫度在20～200℃內(nèi)時,2組不同粉煤灰摻量的ECC試件的抗壓強度均隨溫度升高而增大,且在受拉時均表現(xiàn)出拉伸高延性.當溫度為100和200℃時,粉煤灰摻量較低的ECC的初始開裂強度、最大拉伸強度與拉伸應變均出現(xiàn)明顯劣化,而粉煤灰摻量較高的ECC則變化趨勢相反.在微觀尺度,200℃時PVA纖維自身的拉伸強度較20℃時降低了44%,導致纖維在粉煤灰摻量較低的ECC中易于被拔斷.因此,高摻量粉煤灰有利于亞高溫下ECC的拉伸力學性能. 

【文章來源】：東南大學學報(自然科學版). 2020,50(05)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

單纖維拔出試驗裝置示意圖(單位:mm)

圖2給出了2組不同粉煤灰摻量的ECC在不同溫度下的抗壓強度.由圖可知,粉煤灰摻量較高的ECC的抗壓強度明顯低于粉煤灰摻量較低的ECC.常溫20 ℃下,試件M1和M2的抗壓強度分別為46.3和21.5 MPa,相比于試件M1,試件M2的抗壓強度降低了53%,說明粉煤灰摻量較高的ECC的基體較弱.究其原因在于,粉煤灰摻量增加大大減少了ECC內(nèi)水泥摻量,從而使水化產(chǎn)物減少,導致抗壓強度降低.此外,盡管粉煤灰的火山灰效應可使強度在后期有所增加,但是在28 d齡期時粉煤灰顆粒在ECC內(nèi)基本還僅為惰性填充料.另一方面,隨著溫度的增加,2組不同粉煤灰摻量的ECC的抗壓強度均逐漸增長.200 ℃時,試件M1和M2的抗壓強度分別為59.8和30.8 MPa,相比于20 ℃時分別增長了29%和43%.究其原因在于,高溫環(huán)境促使未水化水泥繼續(xù)水化生成水化硅酸鈣,激發(fā)了ECC內(nèi)粉煤灰的火山灰活性,粉煤灰與水泥水化產(chǎn)生的氫氧化鈣發(fā)生火山灰反應,生成水化硅酸鈣產(chǎn)物.此外,高溫還使得ECC內(nèi)的自由水蒸發(fā),水泥凝膠層變緊密,增加了范德華力,強化了已經(jīng)硬化的水泥漿體[10].

2組不同粉煤灰摻量的ECC三個試件在不同溫度下的拉伸應力-應變關系曲線見圖3.由圖可知,ECC在拉伸荷載下表現(xiàn)出3個受力階段.在初始受力階段,沒有裂縫產(chǎn)生,ECC的拉伸應力呈線彈性增長,直至ECC試件出現(xiàn)第1條微裂縫;隨后進入類金屬-應變硬化階段,試件出現(xiàn)多縫開裂現(xiàn)象,隨著拉伸應變的增長,裂縫寬度基本保持不變,裂縫條數(shù)逐漸增多;試件上某一條微裂縫出現(xiàn)集中擴展,直至發(fā)生斷裂破壞,曲線進入應變松弛階段.曲線中與彈性階段結(jié)束點對應的拉伸應力即為ECC的初始開裂強度,最大拉伸應力定義為ECC的拉伸強度,與最大應力點對應的拉伸應變值為ECC的最大拉伸應變.與普通混凝土的脆性斷裂模式不同,在拉伸荷載下,2組不同粉煤灰摻量的ECC在20～200 ℃范圍內(nèi)均表現(xiàn)出高延性特性,初始彈性階段結(jié)束后均呈現(xiàn)出明顯的應變硬化現(xiàn)象.如圖3所示,溫度為20和50 ℃時,試件M1的初始開裂強度和拉伸強度明顯高于試件M2,這是由于粉煤灰摻量的增加導致內(nèi)部水泥摻量減少,基體的斷裂韌性降低,基體更容易開裂,同時PVA纖維與基體之間的界面變?nèi)?導致拉伸強度降低.然而,當溫度升高至100和200 ℃時,試件M1和M2的初始開裂強度與拉伸強度之間的差值逐步縮小,200 ℃下其拉伸強度基本相同.與20 ℃相比,200 ℃下試件M1的拉伸強度與最大拉伸應變均顯著降低,而試件M2的變化不明顯.在20、50 ℃下試件M1和M2的最大拉伸應變差異不明顯,但是在100和200 ℃下試件M2的最大拉伸應變明顯高于試件M1.


本文編號：3580505