[发明专利]一种测试高温下高性能混凝土热应变的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测试高温下高性能混凝土热应变的方法，具体涉及一种运用振弦应变计来检测高温下高性能混凝土热应变的方法，属于建筑工程技术领域。

背景技术

高性能混凝土（简称HPC）是一种新型混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土的各项技术制作的混凝土，随着时代的发展，各种超高层、大跨度桥梁和各种超大型构筑物的不断增加，对混凝土的性能提出了更高的要求。高性能混凝土不仅能够节约水泥，改善环境，还可以提高经济效益，更重要的是能解决性能提出了更严格的要求，这也促进了高性能混凝土的持续发展和进步。但是较之传统混凝土，高性能混凝土由于更加密实，渗透性更低，脆性更大，在发生火灾后更容易引起爆裂，使混凝土承载力大幅下降，迅速破坏，造成无法挽回的损失，这也成为制约其发展应用的最主要原因。为确保高性能混凝土结构的火灾安全，提高高性能混凝土火灾后的承载力，通过对高性能混凝土结构高温过程中热应变规律的研究，可以通过改良高性能混凝土的掺合料等方面来改善高性能混凝土火灾后的各项性能，这对于建筑行业技术进步以及社会经济发展具有重要意义。

对于火灾下混凝土的热应变，传统上采用电阻式应变片检测，但其存在如下缺点：一、只能测量构件表面的应变，而不能测构件内部的应变；二、一个应变片只能测定构件表面一个点沿某个方向的应变，不能进行全域性的测量；三、只能测得电阻应变片栅长范围内的平均应变值，故对应变梯度大的应力场无法进行测量。近些年，随着应力分析技术的开展，振弦式应变计逐渐被广泛使用。振弦应变计有着独特的机械结构形式并以振弦频率的变化量来表征受力的大小，因此具有长期零点稳定的性能，这是电阻应变计所无法比拟的。在长期、静态测试应变计的选择中，振弦应变计已成为取代电阻应变计，而广泛应用于工程、科研的长期原观的测试手段。国外一些学者通过在大体积混凝土早期温度应变的试验中采用了振弦应变计，并通过数值模拟验证了实验结果，证明结果比较可靠。相较国外，我国国内也进行了大量的实验，证明了相较传统的电阻应变检测而言，振弦应变计应用振弦式应变计进行测量的精度较高。在建筑混凝土、钢结构表面以及水泥混凝土路面和桥梁的检测以及加固中均有一定的应用。

但是国内外很少有将振弦应变计用于测试高温下高性能混凝土热应变的实验。

发明内容

本发明旨在提供一种测试高温过程中高性能混凝土热应变的方法，具体是通过将振弦应变计埋入混凝土板内来测定高温过程中混凝土板内部热应变值。相较传统的电阻应变检测而言，振弦应变计测量的精度高，在操作过程中简单快捷、易于操作，粘贴较电阻式应变计更为简单且对环境要求较低。

本发明提供了一种测试高温下高性能混凝土热应变的方法，具体步骤如下：

（1）准备试件：

①准备原料：

高性能混凝土采用与工程中相同的原材料，混凝土和易性根据施工工艺要求确定：

水泥：选取普通硅酸盐水泥P.O 42.5级水泥；

骨料：粗骨料一般使用碎石或卵石，连续级配，粒径在5~25mm之内。砂为细度模数3.0~2.3、级配良好的豆罗砂；

矿物掺合料：粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰，细度为8%~9%，需水量不大于95%，28d 活性指数不小于70%；粒化高炉矿渣粉采用S105 级矿渣微粉，28d 活性指数不小于105%；

外加剂：采用萘系高效减水剂；

拌合水：符合《混凝土用水标准》JGJ 63-2006规定；

②试件制备：

试件采用C60混凝土试块，尺寸为390mm×390mm×120mm，在距混凝土底面1/5H、2/5H、3/5H位置的混凝土板内部，分别埋置振弦应变计，用于检测距离试块受火面不同距离的热应变（H为试件高度）。

③试块养护：

试件在养护室中进行标准养护28天，然后移出养护室。养护时注意提前用塑料薄膜将应变计的接头处绑紧，防止受潮。

（2）模拟火灾试验并检测混凝土热应变