普通混凝土受热作用机理

大量研究表明,普通混凝土在高温受热下的退化包括质量减少和形成大量的孔和裂缝以及强度和弹性模量的下降,退化的结果造成普通混凝土出现大面积裂缝以至坍塌。普通混凝土受热作用机理包括水泥水化产物受热作用机理和水泥水化产物与骨料之间受热相互作用机理。

分析普通混凝土受热作用机理和混凝土在火灾中受损程度的影响因素,提出防火耐热混凝土是经济有效解决火灾事故中由于建筑物耐火等级低而造成巨大财产损失和人员伤亡问题的有效方法之一。综述了防火耐热混凝土的分类,为工程上选择使用防火耐热混凝土提供指导依据,并提出研制新型防火耐热混凝土是今后的研究发展方向

水泥水化产物受热作用机理

在火灾中普通混凝土的温度不断升高,当混凝土被加热到100℃时,毛细孔并始失去水分;达到100℃-150℃时,由于水蒸气蒸发促进熟料逐步水化,使混凝土抗压强度增加:200℃-300℃时由于水泥水化产物水化硅酸钙凝体开始脱水而导致组织硬化:300℃以上由于脱水加剧,混凝土收缩,开始出现裂纹,强度开始下降,575℃时氢氧化钙脱水,使水泥组织破坏,当温度达到500℃和800℃时,混凝土抗压强度分别约为原来强度的70%和30%;混凝土开始坍塌。900℃时混凝土中的碳酸钙分解,这时游离水、结晶水及水化物的脱水基本结束,强度几乎丧失。由于氢氧化钙的脱水,碳酸钙的分解,混凝土中生成了氧化钙,在射水的作用或火灾后吸收空气中的水分,氧化钙再次水化,体积膨胀,水泥层会酥松剥落。同时,高温改变了钙矾石的形成机理,60℃-800℃下钙矾石开始水解,混凝土内部形成粗大的孔结构。

水泥石与骨料受热作用机理

300℃时,普通混凝土中的骨料开始膨胀,随着温度的继续升高,水泥收缩和骨料膨胀加剧,两者结合被破坏,水泥骨架破裂成块状;温度达到500℃以上后,骨料中的石英晶体发生晶型转变,体积膨胀,初生的不连贯裂缝迅速扩展并连续起来,形成大裂缝,造成混凝土的宏观破坏;水泥石受拉,骨料受压,由此加剧了内裂缝的开展,这也是强度降低的主要原因。因此,水泥用量愈大,水灰比愈大,强度降低愈烈。

同时,混凝土表面受火处温度升高比内部快得多以及骨料和水泥石之间的热不相容造成的内外温差和应力差也会引起混凝土开裂和强度下降。