正版 钢筋混凝土结构火灾损伤检测及评估新方法 杜红秀 著 化学工

第1章钢筋混凝土高温（火灾）损伤1



1.1建筑室内火灾特性1



1.1.1建筑室内火灾的发展过程和特性2



1.1.2影响火灾温度的因素3



1.1.3建筑材料的热效应4



1.1.4标准火灾温-时曲线4



1.2混凝土材料的热工性能4



1.2.1热导率λ5



1.2.2比热容c7



1.2.3表观密度ρ7



1.2.4导温系数α7



1.3普通钢筋混凝土的火灾损伤8



1.3.1火灾对普通混凝土性能的危害与损伤8



1.3.2火灾对钢筋力学性能的影响12



1.3.3火灾对钢筋与混凝土黏结力（强度）的影响15



1.3.4普通钢筋混凝土火灾损伤机理17



1.4高强混凝土/高性能混凝土的火灾（高温）损伤19



1.4.1火灾（高温）对高强混凝土/高性能混凝土强度的影响20



1.4.2火灾（高温）对高强混凝土/高性能混凝土刚度的影响21



1.4.3火灾（高温）对高强混凝土/高性能混凝土断裂能的影响22



1.4.4火灾（高温）对高性能混凝土/高强混凝土脆性的影响23



1.4.5重量损失W23



1.4.6影响高强混凝土/高性能混凝土火灾（高温）性能的因素24



1.4.7高强混凝土/高性能混凝土的高温爆裂及消除爆裂的途径25



1.4.8高强混凝土/高性能混凝土的火灾损伤机理28



1.5高性能混凝土高温性能试验研究28



1.5.1原材料及混凝土配合比28



1.5.2高温对C40高性能混凝土物理力学性能的影响29



1.5.3高温对C60高性能混凝土物理力学性能的影响41



1.5.4高温对C80高性能混凝土物理力学性能的影响49



第2章高性能混凝土高温蒸汽压测试与模拟57



2.1混凝土高温爆裂及研究进展57



2.1.1混凝土高温爆裂机理57



2.1.2混凝土蒸汽压测试国内外研究现状58



2.2HPC蒸汽压测试试验方案59



2.2.1试件制备59



2.2.2试验方法及装置60



2.2.3升温曲线61



2.3C60HPC蒸汽压测试结果分析62



2.3.1试验现象62



2.3.2C60HPC不加荷载作用下混凝土小板试验结果与分析63



2.3.3明火与荷载耦合下混凝土大板蒸汽压结果与分析64



2.4C80HPC蒸汽压测试及结果分析66



2.4.1试验现象66



2.4.2温度对C80HPC混凝土板内部蒸汽压的影响69



2.5数值模拟与实测结果分析77



2.5.1温度数值模拟与实测结果分析77



2.5.2蒸汽压数值模拟与实测结果分析78



第3章高性能混凝土高温热应变测试与模拟81



3.1混凝土热应变试验81



3.1.1混凝土板制备81



3.1.2试验方法及装置82



3.2混凝土板热应变试验结果与分析84



3.2.1混凝土热应变随受火时间的变化规律84



3.2.2温度对混凝土热应变的影响89



3.3计算机模拟与分析91



3.3.1混凝土热应力模拟方法及步骤91



3.3.2基于ABAQUS的混凝土小板热应力分析91



3.3.3基于ABAQUS的混凝土大板热应力拓展分析93



第4章高性能混凝土微结构高温损伤97



4.1C40HPC微结构高温损伤97



4.1.1C40HPC微结构高温损伤CT试验97



4.1.2C40HPC微结构高温损伤CT图像分析98



4.1.3C40HPC微结构高温损伤压汞试验与分析100



4.1.4C40HPC高温损伤扫描电镜分析108



4.2C60HPC的微结构高温损伤108



4.2.1C60HPC的CT扫描试验与分析109



4.2.2压汞试验研究与分析116



4.2.3C60HPC的扫描电镜研究127



4.3C80高性能混凝土微结构高温损伤128



4.3.1C80高性能混凝土微结构高温损伤CT图像分析128



4.3.2高温对高性能混凝土内部细观裂纹发展的影响133



4.3.3温度-荷载共同作用下C80高性能混凝土微结构CT图像分析136



4.3.4C80高性能混凝土高温损伤压汞试验与分析137



4.3.5高温对HPC微观形貌的影响153



第5章混凝土结构火灾损伤评估与检测技术的发展157



5.1钢筋混凝土结构火灾损伤评估研究进展157



5.1.1不同国家和地区对钢筋混凝土结构火灾损伤的评估程序及损伤分级158



5.1.2现有火灾损伤评估方法优劣势分析166



5.1.3钢筋混凝土结构火灾损伤评估发展趋势167



5.2钢筋混凝土结构火灾损伤检测技术研究进展168



5.2.1传统混凝土结构火灾损伤检测方法168



5.2.2钢筋混凝土结构火灾损伤检测新技术171



5.2.3钢筋混凝土结构火灾损伤检测技术发展趋势175



第6章混凝土火灾损伤红外热像诊断理论与方法177



6.1混凝土火灾损伤红外热像检测分析理论与实验依据177



6.1.1红外热像检测的基本原理177



6.1.2混凝土火灾损伤红外热像检测原理及依据180



6.2普通混凝土火灾损伤的红外热像检测分析模型181



6.2.1建模实验181



6.2.2红外热像特征分析及建模183



6.3高强、高性能混凝土火灾损伤红外热像检测分析188



6.3.1建模实验188



6.3.2红外热像特征分析及建模189



6.4混凝土火灾损伤的红外热像诊断与评估195



6.5混凝土火灾损伤红外热像检测技术规程196



第7章钢筋混凝土火灾损伤电化学诊断理论与方法198



7.1钢筋混凝土火灾损伤电化学分析理论依据198



7.1.1钢筋混凝土火灾损伤电化学检测分析理论依据198



7.1.2钢筋混凝土火灾损伤的电化学检测基本原理199



7.2钢筋混凝土火灾损伤电化学分析模型201



7.2.1建模实验201



7.2.2建立检测分析模型203



7.3钢筋混凝土火灾损伤的电化学诊断与评估207



7.4钢筋混凝土火灾损伤电化学检测技术规程207



第8章钢筋混凝土火灾损伤超声波诊断理论与方法209



8.1火灾混凝土损伤超声波检测分析理论依据209



8.1.1超声波在混凝土中的传播机理209



8.1.2超声场的基本物理量211



8.1.3超声波无损检测特征参量的变化212



8.1.4超声波检测混凝土缺陷的理论基础212



8.2火灾混凝土损伤超声波检测分析模型214



8.2.1建模实验214



8.2.2建模分析216



8.2.3高强、高性能混凝土超声无损检测及建模219



8.3混凝土火灾损伤超声波检测技术规程220



第9章混凝土构件截面温度场数值模拟222



9.1混凝土构件截面温度场数值计算222



9.1.1热传导微分方程223



9.1.2温度场的有限差分解法224



9.1.3混凝土构件截面温度场计算228



9.2构件截面温度场计算程序及其验证230



9.2.1计算程序的编制230



9.2.2温度场差分分析可视化软件介绍231



9.2.3实验验证238



9.3饰面层对构件内部温度场的影响251



第10章钢筋混凝土结构火灾损伤的综合诊断与评估254



10.1钢筋混凝土结构火灾损伤的综合诊断与评估程序254



10.2火灾现场勘察254



10.2.1初勘255



10.2.2复勘260



10.3综合诊断与评估265



10.3.1构件综合诊断与评估265



10.3.2综合诊断与评估的主要内容266



10.3.3综合诊断与评估标准267



附录268



参考文献273

杜红秀，太原理工大学建筑与土木工程学院土木系教授。从事土木工程材料教学与科研工作，先后为本科生、硕士生讲授过7门专业基础课和专业课；长期从事土木工程材料和结构的灾害检测与损伤评估理论及应用的研究。攻读博士研究生期间，在同济大学“混凝土材料研究国家重点实验室”主要参与并完成了国家自然科学基金项目（50078041）的研究。近年来，主持2项国家自然科学基金项目（51478290、51278325（已完成））；主持完成了2项山西省自然科学基金项目（20041055、2011011024-2）和1项山西高校科技研究开发项目（2007115）；参与完成2项国家自然科学基金项目（51208332、51078253）；主持并完成横向课题2项（2013488、143070537-J、）；省科技厅项目鉴定2项。主编著作2部，参编著作3部；参编国家标准2部。

本书在概述钢筋混凝土火灾损伤特性的基础上，介绍了钢筋混凝土火灾损伤的几种非破损检测技术和分析模型，包括钢筋混凝土火灾损伤红外热像诊断理论与方法、钢筋混凝土火灾损伤电化学诊断理论与方法、钢筋混凝土火灾损伤超声波诊断理论与方法、混凝土构件截面温度场数值模拟，并给出了钢筋混凝土结构火灾损伤的综合诊断与评估方法。本书可供土木建筑、工程材料等专业的科研人员与工程技术人员参考，也可供大专院校的教师、研究生及本科生阅读使用。

系统介绍火灾损伤评估的新方法和检测新技术