本文主要研究内容
作者徐瑶瑶（2019）在《高温对高强高性能混凝土细观结构的影响及模拟》一文中研究指出：高强高性能混凝土在现代工程建设中得到了广泛的应用,但是由于其高致密性和低渗透性,高强高性能混凝土在突发性的火灾高温作用下内部微结构损伤严重,且极易发生爆裂,致使其宏观力学性能呈显著下降的态势。对高强高性能混凝土内部微结构高温损伤的劣化演化进行模型重构和模拟分析,以揭示高性能混凝土在火灾高温作用下宏观性能损伤与内部微结构劣化的关系及规律,以期为高强高性能混凝土抗火设计及灾后修复加固提供理论和试验依据。本文依托国家自然科学基金资助项目——基于微结构的高性能混凝土火灾劣化机理及损伤评估理论研究(基金编号51278325),通过CT技术扫描得到的不掺与掺0.2%聚丙烯纤维的C60和C80高性能混凝土试件细观微结构的X射线CT图像,采用图像处理软件对CT图像进行处理,基于处理后的CT图像通过三维重构软件对混凝土进行重建,得到在不同温度条件下高性能混凝土的细观微结构三维模型,并分析各温度作用下混凝土细观微结构的损伤劣化演化的关系及规律。主要研究内容如下。1.高强高性能混凝土细观微结构模型三维重构(1)采用图像处理软件对CT图像进行二值化处理,并将背景色与孔洞颜色进行区分处理。基于不同材料表现出不同的灰度值,利用三维重构软件中mask命令新建出孔洞裂隙和混凝土基体两个蒙版。基于不同蒙版重建出不同温度条件下的混凝土三维模型。(2)利用图像处理软件将CT图像中的孔洞、裂缝进行提取。得到常温状态下的独立的孔洞,高温条件下的孔洞以及孔洞之间的裂缝,利用重构软件对其进行三维重建。2.高强高性能混凝土细观微结构模型三维重构高温损伤分析(1)根据三维重构模型,C60和C80高性能混凝土的定性分析C60与C80不掺与掺纤维的混凝土随着作用温度的升高,原生孔隙在不断变大,且有新的孔洞萌生。由于孔隙体积占比较小,整体上孔隙变化不大,但是对比常温与600℃时的混凝土模型,可以清晰的看到孔洞和裂隙,很多小孔隙已经贯通,孔隙数量明显增多且混凝土外表面也出现严重损伤。(2)基于三维重构模型,C60和C80高性能混凝土的定量分析(1)C80高性能混凝土高温微结构损伤C80高性能混凝土不掺与掺纤维的试件在300℃之前的孔隙率变化不大,在300℃后开始增大,温度越高,孔隙率增大越明显;C80HPC孔隙率的增长幅度要大于C80PPHPC。相较于常温状态下,C80HPC在500℃、600℃孔隙率增长幅度时增加较多,分别为40%、74%,可定义500℃~600℃为C80HPC的阈值温度。对于C80PPHPC,在400℃、500℃和600℃孔隙率增长幅度时增加较多,分别为39.25%、55.45%,微结构损伤严重的温度段为400℃~600℃,为其阈值温度。在400℃之前,C80HPC的孔隙表面积增长值大于C80PPHPC,而400℃之后则相反。在不同的温度条件下,C80不掺与掺纤维的试件分布在1~5μm的孔隙数量占比均是最大的。C80HPC中孔径为1~5μm的孔隙数量在常温(20℃)~600℃的占比分别为:48.7%、51.3%、50.4%、49.7%、47.6%和43.9%。C80PPHPC中孔径为1~5μm的孔隙数量在常温(20℃)~600℃的占比分别为:59.3%、57.3%、55.9%、54.1%、51%及46.8%。C80PPHPC的小孔数量较C80HPC数量占比多。(2)C60高性能混凝土高温微结构损伤C60高性能混凝土的孔隙体积增幅均随作用温度的升高而增大,C60HPC的孔隙体积增幅要明显大于C60PPHPC。较于常温状态下,C60HPC孔隙率在200℃和600℃时增幅较大,分别为28.8%、20.7%。C60PPHPC在500℃时孔隙率增幅较大,为30.49%。C60高性能混凝土不掺与掺纤维试件在400℃之前的孔隙率变化不大,在400℃后开始增大,且C60PPHPC的孔隙率增长要比C60HPC快很多。在400℃之前,C60HPC的孔隙表面积增长要大于C60PPHPC;在400℃则相反。C60高性能混凝土在不同温度作用后,孔隙数量分布最多的孔径范围是1~5μm。C60HPC中孔径为1~5μm的孔隙数量在常温(20℃)~600℃的占比分别为:53.18%、54.2%、58%、53.69%、54.2%和50.88%。C60PPHPC中孔径为1~5μm的孔隙数量在常温(20℃)~600℃的占比分别为:58.02%、65.9%、57.25%、56.2%、51.86%和48.23%。随着作用温度的升高,不掺与掺纤维的在1~5μm的孔径范围内孔隙数量整体上呈现先上升后下降趋势,400℃前C60PPHPC的占比要大于C60HPC,400℃后则相反。(3)对比分析C80、C60高性能混凝土高温微结构损伤对于素混凝土,C80HPC的孔隙率在300℃后变化程度远远大于C60HPC;但是对于纤维混凝土,在400℃后C80PPHPC孔隙率变化值要小于C60PPHPC,由于C60PPHPC原生孔隙较大,使混凝土劣化程度加重。C60PPHPC和C80PPHPC分布为1~5μm的孔隙数量占比在300℃~500℃时均呈现上升趋势,500℃后又都呈现出下降趋势;说明随着作用温度的升高,新的细小孔隙在不断的增加,当温度达到500℃后,小孔隙演化发展成较大的孔洞。(3)高性能混凝土内部孔洞裂缝CT模型演化分析随着作用温度的增加,混凝土中的原生孔洞之间会产生细小裂纹直至两者贯通。素混凝土(C60HPC、C80HPC)的缺陷体积增长率在400℃前呈增长趋势;500℃时又有所降低,到600℃时增幅最大。掺加纤维的混凝土(C60PPHPC、C80PPHPC)在300℃时缺陷体积增幅均有降低,说明纤维熔化的减缓了裂纹的产生和孔洞的贯通。C60、C80高性能混凝土的缺陷表面积在每个温度段中变化基本一致,均随温度升高而变大,两者相差幅度较小。
Abstract
gao jiang gao xing neng hun ning tu zai xian dai gong cheng jian she zhong de dao le an fan de ying yong ,dan shi you yu ji gao zhi mi xing he di shen tou xing ,gao jiang gao xing neng hun ning tu zai tu fa xing de huo zai gao wen zuo yong xia nei bu wei jie gou sun shang yan chong ,ju ji yi fa sheng bao lie ,zhi shi ji hong guan li xue xing neng cheng xian zhe xia jiang de tai shi 。dui gao jiang gao xing neng hun ning tu nei bu wei jie gou gao wen sun shang de lie hua yan hua jin hang mo xing chong gou he mo ni fen xi ,yi jie shi gao xing neng hun ning tu zai huo zai gao wen zuo yong xia hong guan xing neng sun shang yu nei bu wei jie gou lie hua de guan ji ji gui lv ,yi ji wei gao jiang gao xing neng hun ning tu kang huo she ji ji zai hou xiu fu jia gu di gong li lun he shi yan yi ju 。ben wen yi tuo guo jia zi ran ke xue ji jin zi zhu xiang mu ——ji yu wei jie gou de gao xing neng hun ning tu huo zai lie hua ji li ji sun shang ping gu li lun yan jiu (ji jin bian hao 51278325),tong guo CTji shu sao miao de dao de bu can yu can 0.2%ju bing xi qian wei de C60he C80gao xing neng hun ning tu shi jian xi guan wei jie gou de Xshe xian CTtu xiang ,cai yong tu xiang chu li ruan jian dui CTtu xiang jin hang chu li ,ji yu chu li hou de CTtu xiang tong guo san wei chong gou ruan jian dui hun ning tu jin hang chong jian ,de dao zai bu tong wen du tiao jian xia gao xing neng hun ning tu de xi guan wei jie gou san wei mo xing ,bing fen xi ge wen du zuo yong xia hun ning tu xi guan wei jie gou de sun shang lie hua yan hua de guan ji ji gui lv 。zhu yao yan jiu nei rong ru xia 。1.gao jiang gao xing neng hun ning tu xi guan wei jie gou mo xing san wei chong gou (1)cai yong tu xiang chu li ruan jian dui CTtu xiang jin hang er zhi hua chu li ,bing jiang bei jing se yu kong dong yan se jin hang ou fen chu li 。ji yu bu tong cai liao biao xian chu bu tong de hui du zhi ,li yong san wei chong gou ruan jian zhong maskming ling xin jian chu kong dong lie xi he hun ning tu ji ti liang ge meng ban 。ji yu bu tong meng ban chong jian chu bu tong wen du tiao jian xia de hun ning tu san wei mo xing 。(2)li yong tu xiang chu li ruan jian jiang CTtu xiang zhong de kong dong 、lie feng jin hang di qu 。de dao chang wen zhuang tai xia de du li de kong dong ,gao wen tiao jian xia de kong dong yi ji kong dong zhi jian de lie feng ,li yong chong gou ruan jian dui ji jin hang san wei chong jian 。2.gao jiang gao xing neng hun ning tu xi guan wei jie gou mo xing san wei chong gou gao wen sun shang fen xi (1)gen ju san wei chong gou mo xing ,C60he C80gao xing neng hun ning tu de ding xing fen xi C60yu C80bu can yu can qian wei de hun ning tu sui zhao zuo yong wen du de sheng gao ,yuan sheng kong xi zai bu duan bian da ,ju you xin de kong dong meng sheng 。you yu kong xi ti ji zhan bi jiao xiao ,zheng ti shang kong xi bian hua bu da ,dan shi dui bi chang wen yu 600℃shi de hun ning tu mo xing ,ke yi qing xi de kan dao kong dong he lie xi ,hen duo xiao kong xi yi jing guan tong ,kong xi shu liang ming xian zeng duo ju hun ning tu wai biao mian ye chu xian yan chong sun shang 。(2)ji yu san wei chong gou mo xing ,C60he C80gao xing neng hun ning tu de ding liang fen xi (1)C80gao xing neng hun ning tu gao wen wei jie gou sun shang C80gao xing neng hun ning tu bu can yu can qian wei de shi jian zai 300℃zhi qian de kong xi lv bian hua bu da ,zai 300℃hou kai shi zeng da ,wen du yue gao ,kong xi lv zeng da yue ming xian ;C80HPCkong xi lv de zeng chang fu du yao da yu C80PPHPC。xiang jiao yu chang wen zhuang tai xia ,C80HPCzai 500℃、600℃kong xi lv zeng chang fu du shi zeng jia jiao duo ,fen bie wei 40%、74%,ke ding yi 500℃~600℃wei C80HPCde yu zhi wen du 。dui yu C80PPHPC,zai 400℃、500℃he 600℃kong xi lv zeng chang fu du shi zeng jia jiao duo ,fen bie wei 39.25%、55.45%,wei jie gou sun shang yan chong de wen du duan wei 400℃~600℃,wei ji yu zhi wen du 。zai 400℃zhi qian ,C80HPCde kong xi biao mian ji zeng chang zhi da yu C80PPHPC,er 400℃zhi hou ze xiang fan 。zai bu tong de wen du tiao jian xia ,C80bu can yu can qian wei de shi jian fen bu zai 1~5μmde kong xi shu liang zhan bi jun shi zui da de 。C80HPCzhong kong jing wei 1~5μmde kong xi shu liang zai chang wen (20℃)~600℃de zhan bi fen bie wei :48.7%、51.3%、50.4%、49.7%、47.6%he 43.9%。C80PPHPCzhong kong jing wei 1~5μmde kong xi shu liang zai chang wen (20℃)~600℃de zhan bi fen bie wei :59.3%、57.3%、55.9%、54.1%、51%ji 46.8%。C80PPHPCde xiao kong shu liang jiao C80HPCshu liang zhan bi duo 。(2)C60gao xing neng hun ning tu gao wen wei jie gou sun shang C60gao xing neng hun ning tu de kong xi ti ji zeng fu jun sui zuo yong wen du de sheng gao er zeng da ,C60HPCde kong xi ti ji zeng fu yao ming xian da yu C60PPHPC。jiao yu chang wen zhuang tai xia ,C60HPCkong xi lv zai 200℃he 600℃shi zeng fu jiao da ,fen bie wei 28.8%、20.7%。C60PPHPCzai 500℃shi kong xi lv zeng fu jiao da ,wei 30.49%。C60gao xing neng hun ning tu bu can yu can qian wei shi jian zai 400℃zhi qian de kong xi lv bian hua bu da ,zai 400℃hou kai shi zeng da ,ju C60PPHPCde kong xi lv zeng chang yao bi C60HPCkuai hen duo 。zai 400℃zhi qian ,C60HPCde kong xi biao mian ji zeng chang yao da yu C60PPHPC;zai 400℃ze xiang fan 。C60gao xing neng hun ning tu zai bu tong wen du zuo yong hou ,kong xi shu liang fen bu zui duo de kong jing fan wei shi 1~5μm。C60HPCzhong kong jing wei 1~5μmde kong xi shu liang zai chang wen (20℃)~600℃de zhan bi fen bie wei :53.18%、54.2%、58%、53.69%、54.2%he 50.88%。C60PPHPCzhong kong jing wei 1~5μmde kong xi shu liang zai chang wen (20℃)~600℃de zhan bi fen bie wei :58.02%、65.9%、57.25%、56.2%、51.86%he 48.23%。sui zhao zuo yong wen du de sheng gao ,bu can yu can qian wei de zai 1~5μmde kong jing fan wei nei kong xi shu liang zheng ti shang cheng xian xian shang sheng hou xia jiang qu shi ,400℃qian C60PPHPCde zhan bi yao da yu C60HPC,400℃hou ze xiang fan 。(3)dui bi fen xi C80、C60gao xing neng hun ning tu gao wen wei jie gou sun shang dui yu su hun ning tu ,C80HPCde kong xi lv zai 300℃hou bian hua cheng du yuan yuan da yu C60HPC;dan shi dui yu qian wei hun ning tu ,zai 400℃hou C80PPHPCkong xi lv bian hua zhi yao xiao yu C60PPHPC,you yu C60PPHPCyuan sheng kong xi jiao da ,shi hun ning tu lie hua cheng du jia chong 。C60PPHPChe C80PPHPCfen bu wei 1~5μmde kong xi shu liang zhan bi zai 300℃~500℃shi jun cheng xian shang sheng qu shi ,500℃hou you dou cheng xian chu xia jiang qu shi ;shui ming sui zhao zuo yong wen du de sheng gao ,xin de xi xiao kong xi zai bu duan de zeng jia ,dang wen du da dao 500℃hou ,xiao kong xi yan hua fa zhan cheng jiao da de kong dong 。(3)gao xing neng hun ning tu nei bu kong dong lie feng CTmo xing yan hua fen xi sui zhao zuo yong wen du de zeng jia ,hun ning tu zhong de yuan sheng kong dong zhi jian hui chan sheng xi xiao lie wen zhi zhi liang zhe guan tong 。su hun ning tu (C60HPC、C80HPC)de que xian ti ji zeng chang lv zai 400℃qian cheng zeng chang qu shi ;500℃shi you you suo jiang di ,dao 600℃shi zeng fu zui da 。can jia qian wei de hun ning tu (C60PPHPC、C80PPHPC)zai 300℃shi que xian ti ji zeng fu jun you jiang di ,shui ming qian wei rong hua de jian huan le lie wen de chan sheng he kong dong de guan tong 。C60、C80gao xing neng hun ning tu de que xian biao mian ji zai mei ge wen du duan zhong bian hua ji ben yi zhi ,jun sui wen du sheng gao er bian da ,liang zhe xiang cha fu du jiao xiao 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自太原理工大学的徐瑶瑶，发表于刊物太原理工大学2019-07-26论文，是一篇关于图像处理论文,高强高性能混凝土论文,三维细观重构论文,高温模拟论文,劣化演化分析论文,太原理工大学2019-07-26论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自太原理工大学2019-07-26论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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