Im Bereich des Gebäude brandschutzes sind Beton konstruktionen häufig den doppelten Auswirkungen von extremer Hoch temperatur verbrennung und Feuerwassers prüh kühlung ausgesetzt. Dies hat erhebliche Auswirkungen auf die Mikros truktur und die mechanischen Eigenschaften von Beton.
Vor kurzem, das Forschungs team der Universität Shanghai hat experimentelle Forschungen durchgeführt, die auf der DIC-Technologie der digitalen Bild korrelation stech no logie und der AE-Technologie für die akustische Emission basieren, um die Auswirkungen der schnellen Kühlung bei hohen Temperaturen auf die Bruche igen schaften zu analysieren-Leistungs beton (HPC) mit hoher Präzision.
Einzelheiten finden Sie im Papier "Studie über die bruch mechanischen Eigenschaften von Hoch leistungs beton (HPC) mit schneller Abkühlung nach hoher Temperatur"
Es besteht aus dem Revealer DIC-System und anderen unterstützen den Geräten.
1. DIC-Messsystem: Revealer DIC 3D-Messgeräte, einschl ießlich 2 Ultra-High-Definition-Hoch geschwindigkeit kameras, siehe Abbildung 1 für Details. Die RDIC-Dehnungsfeld-Analyse software unterstützt die Generierung von Verschiebungs-und Dehnung wolken karten in Echtzeit, unterstützt die Analyse der Riss ausbreitung, kann Riss spitzen lokalisieren und Öffnungs winkel berechnen.
Abbildung 1 Revealer DIC-Messsystem
2. unterstützende Ausrüstung:
1) Hochtemperatur-Ofen: bis zu 1000 ° C, Temperatur kontroll genauigkeit ± 1 ° C, Simulation von Hoch temperatur umgebung des Feuers.
2) Hydraulisches Servo: Drei-Biege-Strahl belastung (0,3mm/min Verschiebung steuerung), Lastsensor-Messbereich 0 kN ~ 2000 kN, Weg-Sensor-Messbereich 0mm ~ 200mm, exten so meter messbereich 0mm ~ 10mm, verwendet für die synchrone Erfassung von Last verdrängung daten.
3) Akustisches Emissions system: 50-400 kHz Sensor, verwendet, um das akustische Signal der Riss verlängerung zu erfassen.
1.1 Proben vorbereitung: Das Forschungs team bereitete Drei punkt biege balken proben aus zwei Materialien vor, gewöhnlichem Beton (PC) und Hoch leistungs beton (HPC). Die Proben größe betrug 550mm × 150mm × 100mm, die vor geschnittene Länge betrug 60mm, das Schnitt höhen verhältnis betrug 0,4, die Spannweite betrug 450mm. und das Spann höhen verhältnis betrug 3.
1.2 Hoch temperatur-und Kühl behandlung: Nach dem Vor trocknen wurden die Proben bei hohen Temperatur bedingungen von 20 ° C, 200 ° C, 400 ° C, 600 ° C und 800 ° C behandelt. und dann sofort für 90 Minuten in einen Kühl pool gestellt, um eine Sprinkler szene zu simulieren.
Abbildung 2 Leistungs merkmale von Beton nach hoher Temperatur
1.3 Belastungs test: Die gekühlte Probe wurde einem Dreipunkt-Biege balken lade test unterzogen. Die Probe wurde mit einer hydraulischen Servo test maschine mit 0,3mm/min geladen, und das Speckle-Bild der Proben oberfläche wurde durch das DIC-System gesammelt. Die Ladezeit kurve und die Verschiebung szeit kurve der hydraulischen Servo maschine wurden gleichzeitig auf gezeichnet, und der CMOD-Wert für den Last-Riss-Öffnungs verdrängung wurde mit einem Exten so meter auf gezeichnet. Dies stimmte in hohem Maße mit den DIC-Messergebnis sen überein, wie in Abbildung 3 dargestellt.
Abbildung 3 Vergleich der mit DIC und Exten so meter gemessenen CMOD-Werte
1.4 Datenanalyse: Die gesammelten Bilder wurden vom DIC-System analysiert, alle 5 Pixel wurde ein Linien riss gezeichnet, der seitliche Verschiebung sprung punkt wurde analysiert und die Riss spitze wurde lokalisiert. wie in Abbildung 4 dargestellt. Gleichzeitig wurde der Schadens prozess von Beton durch Kombination der akustischen Emission analysiert (AE) Technologie.
Abbildung 4 Schematisches Diagramm der Berechnung der Riss länge
Die Analyse des DIC-Messsystems ergab, dass die HPC-Riss initiierung stufe mit der Temperatur, die bei Raum temperatur Pre-60 % Spitzen last betrug und bei 800 ° C auf Pre-10 % anstieg, signifikant fort geschritten war. DIC hat gemessen, dass die Riss wachstums rate von HPC nach 600 ° C gleichmäßig war, während der PC bei 200 ° C weich wurde, was beweist, dass HPC eine bessere Schnitts telle dichte aufweist. Gleichzeitig wurden die DIC-und Exten so meter-und AE-Messdaten gegenseitig verifiziert, was auch die Zuverlässigkeit der berührungs losen Messung bestätigte.
Durch das Revealer DIC-Messsystem zeigten die Forscher den Einfluss verschiedener Material zusammensetzungen und Proportionen auf die Bruch leistung von Beton. Unter komplexen Belastungs bedingungen kann das DIC-Messsystem die Verformung und Rissent wicklung von Beton in Echtzeit überwachen, dynamische Daten unterstützung für ein tiefes Verständnis des mechanischen Verhaltens von Beton bieten, und fördern die Forschung und Innovation von Baustoffen auf ein höheres Niveau.
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