以矿渣和粉煤灰为原料 ,陶瓷纤维为增强材料,制备了地聚物基陶瓷纤维混凝土 ,通过超声波检测和抗压强度试验 ,研 究了不同温度等级 、不同纤维掺量下地聚物基陶瓷纤维混凝土抗压强度 、纵波波速和频谱特征的变化规律。结果表 明:高温后聚 物基陶瓷纤维混凝土内部结构受损 ,致使穿过其中的声波波速减小 ,主频降低 ,频谱 曲线出现畸变 ;不同温度等级下 ,聚物基陶瓷 纤维混凝土的残余抗压强度与纵波波速具有较好的正相关性;声波测试信号 的频谱特征较波速对高温损伤更为敏感 ;掺入陶瓷 纤维后,地质聚合物混凝土的高温性能得到明显改善 ,且纤维的相对最佳体积掺量为 O.3%。 关键词: 地质聚合物混凝土;陶瓷纤维 ;高温;超声检测 ;频谱分析 中图分类号: TU528.01 文献标志码: A 文章编号 : 1002—3550(2013)o5—0031-04 Study0nthehightem peratureperformanceofgeopolym erbasedceram icfiber reinforcedconcreteby ultrasonicpulsem ethod REN Wei-bo1.XU Jin-yu1,29BAIEr-lei (1.DepartmentofAirfieldandBuildingEngineering,AirForceEngineeringUniversity,Xi’all710038,China; 2.CollegeofMechanicsandCivilArchitecture,NorthwestPolytechnicUniversity,Xi’an710072,China) Abstract: ThegeopolymerbasedceramicfiberreinforcedconcreteWaSpreparedbyslag,flyashandceramicfiber.Undervarioustem- peraturesanddiferentvolumetricfractionsofceramicfiber,thechangelawsofcompressivestrength,longitudinalwavevelocity andfre· quency spectrum characteristicswerestudied byultrasonictesting an dcompressivestrength testing.Theresultsindicated thatsincethe damageofgeoplymerbasedceramicfiberreinforcedconcretecausedbyhigh-temperatureexposure,thelongitudinalwavevelocityand mainfrequencydecrease,thefrequencyspectrum COXVesdistort.Therewasapositivecorrelationbetween longitudinalwavevelocity and residualcompressivestrengthunder diferenttemperatures.Thefrequencyspectrum characteristicsofacousticsignalsweremoresensitive tothedamagethanlongitudinalwavevelocity.Theadditionofceram icfiberwillsignificantlyimprovethepropertiesofgeoplymerbased ceramicfiberreinforcedconcreteafterelevatedtemperature.therelativeoptimum volum etricfractionwas0-3%. Keywords: geopolymerconcrete;ceramicfiber;elevated temperature;ultrasonictesting;frequencyspe ctrum an alysis 0 引言地 质 聚合 物混 凝 土 (geopolymericconcrete,GC)是一 种 以地质聚合物为胶凝体材料 的新型高性能混凝土材料 , 相 比于普通硅酸盐水泥混凝土,GC具有更加优异的物理 、 力学 、耐久性能 [】-4],显示 出良好的应用前景 。在 GC中掺人 增强纤 维 ,制得地质聚合物基纤维增强混凝土(geopolymer basedfiberreinforeedconcrete,GFC),是针对 GC改性研究 的一个 主要手段 ,对此国内外学者 已就常温下 GFC的相关 性能展 开了研究 ,并取得了一定的成果 [5-6]。然而 ,工程 中为 确保结构使用安全 ,还需要了解材料的高温性能,但目前 针对 GFC高温性能的研究还相对较少 ,因而在一定程度 上限制 了 GFC的应用发展。 本试验 以水淬高炉矿渣和粉煤灰为原料 ,陶瓷纤维为 增强材料,制备了地聚物基陶瓷纤维混凝zh(geopolymerbased ceramicfiberreinforcedconcrete,简称 GCFC,下 同 ),研 究 了不 同加热温度、不同纤维掺量下 GCFC抗压强度 、纵波波 速和频谱特征的变化规律 ,为其今后的耐火设计及受火损 伤检测评估提供 了一定 的参考依据。 1 试 验 概 况 1.1 原材料 基体材料:韩城龙门钢铁有限公 司生产的水淬高炉矿渣 (比表面积为 491.6m2/ ,28d活性指数 i>95%);韩城第二发 电厂生产的 I级粉煤灰 ;泾阳县石灰岩碎石(5~10mill,15%; 10--20mnl,85%);灞河中砂 (细度模数为 2.8);化学纯氢 氧 化钠片状固体 (纯度 ≥97%);液体硅酸钠(模数为 3.1~3.4, SiO 含量 i>26.0%,Na20含量 ≥8.2%,以质量分数计 )。
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