荷載和碳化環境下混凝土高溫力學性能研究 趙燕茹 王磊 9787030805195 【台灣高等教育出版社】

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書名：荷載和碳化環境下混凝土高溫力學性能研究
ISBN：9787030805195
出版社：科學
著編譯者：趙燕茹 王磊
頁數：xxx
所在地：中國大陸 *此為代購商品
書號：1696694
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內容簡介
《荷載和碳化環境下混凝土高溫力學性能研究》為關於混凝土高溫力學性能的研究成果。《荷載和碳化環境下混凝土高溫力學性能研究》共10章，主要內容包括緒論，高溫後混凝土抗壓性能、抗拉性能、抗彎性能、斷裂性能以及與鋼筋的黏結性能，碳化高溫後混凝土抗壓性能、抗彎性能以及微觀物相、孔結構演變，高溫持荷下混凝土抗壓性能、抗彎性能，荷載與碳化共同作用下混凝土高溫抗壓性能，基於數字圖像相關方法的混凝土高溫力學性能損傷演化規律和機理分析。《荷載和碳化環境下混凝土高溫力學性能研究》內容採用試驗研究、理論分析、微觀結構分析等研究方法，可為開展相關研究提供參考和借鑒。

目錄

目錄

前言
第1章 緒論 1
1 1 研究背景及意義 1
1 2 混凝土高溫力學性能研究現狀 2
1 2 1 混凝土高溫抗壓性能研究現狀 2
1 2 2 混凝土高溫抗拉性能研究現狀 3
1 2 3 混凝土高溫抗彎性能研究現狀 4
1 2 4 混凝土高溫斷裂性能研究現狀 5
1 2 5 混凝土與鋼筋高溫黏結性能研究現狀 6
1 3 高溫條件下混凝土微觀結構研究現狀 7
1 3 1 高溫條件下混凝土微觀形貌及物理化學變化 7
1 3 2 高溫條件下混凝土孔結構研究現狀 8
1 4 持續荷載、碳化作用下混凝土高溫力學性能研究現狀 11
1 4 1 荷載作用下混凝土高溫力學性能 11
1 4 2 碳化作用下混凝土高溫力學性能 13
1 5 DIC方法及應用 14
1 5 1 DIC的基本原理及優勢 14
1 5 2 DIC方法的應用 15
參考文獻 16
第2章 高溫後混凝土抗壓性能和抗拉性能 26
2 1 試驗概況 26
2 1 1 試驗原材料 26
2 1 2 試件製備 27
2 1 3 試驗方法 27
2 2 高溫後混凝土軸心抗壓強度試驗和軸向拉伸試驗研究 32
2 2 1 混凝土表觀形貌 32
2 2 2 軸心壓縮應力-應變*線和軸向拉伸應力-應變*線 33
2 2 3 軸心抗壓強度和軸向抗拉強度 35
2 2 4 抗壓彈性模量和抗拉彈性模量 36
2 2 5 軸心抗壓峰值應變和軸向抗拉峰值應變 37
2 3 基於DIC方法的高溫後混凝土軸心壓縮和軸向拉伸變形分析 38
2 3 1 軸心壓縮變形 38
2 3 2 軸向拉伸變形 40
參考文獻 43
第3章 高溫後混凝土抗彎性能 45
3 1 試驗概況 45
3 1 1 試驗材料 45
3 1 2 試驗方法 45
3 2 高溫後混凝土抗彎力學性能 46
3 2 1 試件質量損失 46
3 2 2 抗折強度 47
3 2 3 彎*損傷破壞過程裂縫擴展特性 47
3 3 基於DIC方法的高溫後混凝土彎*損傷破壞性能分析 49
3 3 1 彎*損傷破壞過程 49
3 3 2 水平應變場統計分析 52
3 3 3 彎*損傷破壞過程應變雙因子表徵 53
參考文獻 59
第4章 高溫後混凝土斷裂性能 60
4 1 試驗概況 60
4 1 1 試驗材料 60
4 1 2 試件製備 60
4 1 3 試驗方法 61
4 2 高溫後混凝土斷裂韌度分析 63
4 2 1 基於DIC方法的三點彎*切口梁斷裂試驗斷裂過程分析 63
4 2 2 裂縫口張開位移的確定 65
4 2 3 起裂荷載Pini的確定 65
4 2 4 失穩時等效裂縫長度ac的確定 67
4 2 5 基於雙K模型的混凝土斷裂韌度確定 69
4 2 6 溫度對起裂斷裂韌度Kini的影響 70
4 2 7 溫度對失穩斷裂韌度Kun的影響 71
4 2 8 兩種試驗方法的比較 72
4 3 高溫後混凝土斷裂能分析 73
4 3 1 荷載-撓度*線的確定 73
4 3 2 斷裂能的確定 74
4 3 3 延性指數的確定 77
4 3 4 溫度對斷裂能的影響 77
4 3 5 溫度對延性指數的影響 78
4 3 6 兩種試驗方法的對比 79
4 4 高溫後混凝土等效彎*韌性分析 80
4 4 1 等效斷裂韌度 80
4 4 2 溫度對混凝土彎*韌性的影響 82
參考文獻 83
第5章 高溫後混凝土與鋼筋黏結性能 84
5 1 試驗概況 84
5 1 1 試驗材料 84
5 1 2 試件製備 84
5 1 3 試驗方法 85
5 2 高溫後光圓鋼筋與混凝土的黏結性能研究 86
5 2 1 黏結-滑移*線 87
5 2 2 高溫後極限黏結應力 90
5 3 高溫後帶肋鋼筋與混凝土的黏結性能研究 91
5 3 1 試件破壞形式 91
5 3 2 黏結-滑移*線 92
5 3 3 高溫後極限黏結應力 96
5 3 4 黏結-滑移本構關係 97
5 4 高溫後帶肋鋼筋黏結破壞過程的能量分析 98
5 4 1 黏結破壞過程的能量守恆及能量耗散特徵 98
5 4 2 彈性變形能與耗散能的計算 98
5 4 3 基於本構破壞能的黏結性能影響分析 99
5 4 4 討論 100
參考文獻 103
第6章 碳化高溫後混凝土力學性能 105
6 1 試驗概況 105
6 1 1 試驗材料 105
6 1 2 試件製備 105
6 1 3 試驗方法 105
6 2 混凝土碳化深度 106
6 3 碳化高溫後混凝土質量損失率 108
6 4 碳化高溫後抗壓性能 109
6 4 1 抗壓強度分析 109
6 4 2 基於質量損失率的抗壓強度經驗計算式 110
6 5 碳化高溫後抗彎性能 111
6 5 1 抗折強度分析 111
6 5 2 基於質量損失率的抗折強度經驗計算式 112
6 5 3 彎*損傷破壞過程的主裂縫擴展研究 113
參考文獻 115
第7章 碳化高溫後混凝土微觀性能 117
7 1 微觀結構分析試驗 117
7 1 1 XRD物相分析 117
7 1 2 TG-DSC綜合熱分析 117
7 1 3 壓汞法測試孔結構試驗 118
7 2 碳化高溫後混凝土XRD物相分析試驗結果 119
7 3 碳化高溫後混凝土TG-DSC綜合熱分析試驗結果 120
7 3 1 TG分析 120
7 3 2 DTG分析 121
7 3 3 TG定量分析 122
7 3 4 DSC分析 124
7 4 碳化高溫後混凝土孔結構特徵參數 125
7 4 1 累積汞侵入*線 125
7 4 2 閾值孔徑、臨界孔徑、孔隙率分析 126
7 4 3 *可幾孔徑 127
7 4 4 孔徑分佈特徵 129
7 5 碳化高溫後混凝土孔結構特徵與抗壓強度的灰熵分析 131
7 6 碳化高溫後混凝土孔結構分形特徵研究 133
7 6 1 Menger海綿分形模型 134
7 6 2 基於熱力學關係的分形模型 135
參考文獻 138
第8章 高溫持荷下混凝土抗壓性能和損傷演化規律 139
8 1 試驗概況 139
8 1 1 原材料和試件尺寸 139
8 1 2 高溫持荷抗壓試驗 140
8 1 3 DIC方法 141
8 2 高溫和持續荷載作用下混凝土抗壓變形特性分析 142
8 2 1 持荷加熱階段混凝土抗壓變形演化特性 142
8 2 2 加載破壞階段混凝土抗壓變形演化特徵 146
8 3 高溫和持續荷載作用下混凝土瞬態蠕變應變 148
8 4 高溫和持續荷載作用下混凝土壓縮應力-應變*線 150
8 4 1 無持續荷載作用時溫度對壓縮應力-應變*線的影響 150
8 4 2 高溫和持續荷載共同作用對壓縮應力-應變*線的影響 151
8 5 高溫和持續荷載作用下混凝土損傷本構模型 153
8 5 1 模型的建立 153
8 5 2 模型參數的確定 155
8 5 3 模型的驗證 156
8 5 4 溫度和持續荷載水平對損傷度Dm*線的影響 157
參考文獻 158
第9章 高溫持荷下混凝土彎*變形演化和失效分析 159
9 1 試驗概況 159
9 1 1 原材料和試件尺寸 159
9 1 2 高溫持荷抗折強度試驗 159
9 2 高溫和持續荷載作用下混凝土彎*變形特徵分析 161
9 2 1 持荷加熱階段混凝土彎*變形演化特徵 161
9 2 2 加載破壞階段混凝土彎*變形演化特徵 164
9 3 高溫和持續荷載作用下混凝土彎*變形 166
9 3 1 不同溫度下無持續荷載作用的混凝土荷載-撓度*線 166
9 3 2 高溫和持續荷載作用下混凝土彎*蠕變撓度-時間和荷載-撓度*線 168
9 3 3 高溫和持續荷載作用下混凝土剩餘抗折強度和峰值荷載處的總撓度 170
9 4 高溫和持續荷載作用下混凝土試件底部應變集中區張開位移 171
9 5 高溫和持續荷載作用下混凝土彎*失效準則的建立 172
參考文獻 174
第10章 荷載與碳化作用下混凝土高溫抗壓性能 175
10 1 試驗概況 175
10 1 1 持荷碳化試驗 175
10 1 2 持荷高溫試驗 177
10 2 碳化混凝土高溫下抗壓性能 177
10 2 1 碳化混凝土在高溫壓縮過程中的水平應變分佈雲圖分析 177
10 2 2 碳化混凝土自由熱膨脹 180
10 2 3 碳化混凝土高溫下壓縮應力-應變*線 183
10 2 4 碳化混凝土高溫下軸心抗壓強度、峰值應變和彈性模量 185
10 3 荷載和碳化共同作用下混凝土高溫抗壓性能 187
10 3 1 混凝土在高溫持荷階段的瞬態蠕變應變 188
10 3 2 荷載和碳化共同作用下混凝土高溫軸心抗壓強度和峰值應變 193
10 4 荷載和碳化共同作用下混凝土高溫損傷模型研究 195
10 4 1 碳化混凝土高溫損傷模型 195
10 4 2 荷載和碳化共同作用下混凝土高溫損傷模型 200
參考文獻 203

精彩書摘
第1章 緒論
1 1 研究背景及意義
火的發現與使用，促進了人類社會文明的進步，同時，人類一旦失去對火的控制，就很容易發生火災。一直以來，火災都是嚴重威脅人類生命和財產安全的主要災害之一。隨著我國經濟和社會發展，基礎設施建設力度逐年加大，特別是近年來，由於建築物高層化、大規模化及用途的複合化，火災發生的因素隨之增加，火災規模也日趨增大，造成了嚴重的人員傷亡以及直接或間接的經濟損失。根據我國國家消防救援局的統計數據[1]，2014～2023年的火災情況如圖1 1所示，我國每年較大火災發生次數均在55次以上，重大火災發生次數儘管在近幾年有所減少，但均值仍為4或5次。據統計，僅2021年，我國由火災造成的人員傷亡在千人以上，造成直接經濟損失約67 5億元[2]。因此，建築防火設計作為建築防災的一個分支，越來越引起人們的重視。
圖1 1 我國近10年較大火災發生情況統計
混凝土是目前應用*為廣泛的建築材料。它具有可塑性好、抗壓強度高、耐久性能良好等特點[3]。儘管混凝土材料屬_xFFFF_熱惰性材料，但若長期處於高溫服役環境或短期溫度驟升的火災環境中，其內部結構會受到損傷，致使其強度降低，有時甚至會喪失其功能，*後導致建築物坍塌，從而威脅人們生命財產安全。因此，研究混凝土在高溫環境條件下的力學性能及其損傷演化機理，對混凝土結構的防火設計和抗火性能評估具有重要意義。
在日常使用過程中，混凝土結構除了要經受火災高溫的偶然作用，還要經受上部結構傳遞的持續荷載及環境因素(碳化、腐蝕、凍融等)的長期影響。持續荷載作用不僅會影響混凝土的高溫力學性能及其損傷演化過程，還會使混凝土產生較大的熱蠕變變形，從而進一步影響整個結構體系在高溫環境中的受力分佈和抗火性能[4]。環境因素中的碳化是指混凝土中的水化產物Ca(OH)2與大氣中的CO2發生反應，生成CaCO3等物質，降低混凝土鹼度，從而破壞鋼筋在鹼性環境中形成的鈍化膜，導致鋼筋銹蝕，而鋼筋銹蝕會使混凝土保護層開裂，破壞鋼筋與混凝土之間的黏結力，造成鋼筋混凝土結構承載力降低等嚴重後果[5，6]。碳化給混凝土中鋼筋帶來不利影響的同時，碳化收縮還會使混凝土表面產生裂縫，使混凝土的強度、彈性模量及體積穩定性等產生變化，繼而影響混凝土結構的安全性[7，8]。據報道，隨著世界人口的增長和工業化的發展，CO2氣體逐年增加。在19世紀中葉，空氣中CO2的平均濃度為280mg/kg，2005年已經達到

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