Investigation of the mechanism of spalling of high-strength concrete during fire considering heat, moisture and stress transfer

考虑热、湿和应力传递的高强混凝土火灾剥落机理研究

• 批准号: 23656350
• 负责人: HARADA Kazunori
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23656350/
• 关键词: 高強度コンクリート; 火災; 爆裂; 破壊面形状; 熱応力; 部分加熱; 空隙径分布; 部分加熱実験; 国際情報交流; 韓国; 外周圧縮実験

In this study, a hypothesis was adopted that the thermal spalling will take place under the effect of pore pressure rise and thermal stress. Pore pressure is created by the evaporation of moisture, while the thermal stress is created by non-uniform temperature profile. To verify the hypothesis, experiments were carried out. Ring compression test is to compress cylinder specimen only at the perimeter region. The compression stress is to simulate the thermal stress during early stage of heating. Fire resistance test is to heat the cylinders and prism rapidly. From the experiments, it was concluded that the spalling takes place where temperature gradient is large. The effect of pore pressure is marginal, because the spalling could take place even after the specimen is cracked. In connection with experiments, numerical simulations on heat conduction and stress distribution were carried out. The results showed the tendency of concentration of thermal stress to the region of spalling.

在本研究中，我们假设在孔隙压力上升和热应力的作用下会发生热剥落。孔隙压力是由水分蒸发产生的，而热应力是由不均匀的温度分布产生的。为了验证这一假设，进行了实验。环形压缩试验是对圆柱体试样只在周长区域进行压缩。压缩应力是为了模拟加热初期的热应力。耐火试验是对钢瓶和棱柱进行快速加热。实验结果表明，在温度梯度较大的地方会发生剥落。孔隙压力的影响是微不足道的，因为即使在试样破裂后也可能发生剥落。结合实验，进行了热传导和应力分布的数值模拟。结果表明，热应力有向剥落区集中的趋势。

项目成果

高強度コンクリート角柱の爆裂発生時の温度分布と空隙圧力の推定

高强混凝土棱柱爆炸时的温度分布和孔隙压力估算

• 发表时间: 2013
• 作者: 寺田啓介;李在永;山崎雅弘;權寧璡;原田和典
• 通讯作者: 原田和典

高強度コンクリートの熱水分移動モデルの構築のため統計分析

高强混凝土热湿传递模型建立的统计分析

• 发表时间: 2012
• 作者: Young Jin Kwon;Seung Goo Kang;Dong Jun Kim;Byung Chan Han;李在永;原田和典
• 通讯作者: 原田和典

繊維混入が高強度コンクリートの加熱後の圧縮強度, 弾性係数とポアソン比に及ぼす影響に関する実験

纤维夹杂物对高强混凝土受热后抗压强度、弹性模量及泊松比影响试验

• 发表时间: 2013
• 作者: 李在永;原田和典;山崎雅弘;權寧璡
• 通讯作者: 權寧璡

高強度コンクリートの部分加熱における爆裂性状（その２）

高强混凝土局部加热时的爆炸特性（第2部分）

• 发表时间: 2013
• 作者: 寺田啓介;李在永;山崎雅弘;權寧璡;原田和典;原田和典，李在永，山崎雅弘;李在永，原田和典，山崎雅弘，クオン・ヨンジン
• 通讯作者: 李在永，原田和典，山崎雅弘，クオン・ヨンジン

高強度コンクリートの部分加熱における爆裂性状（その１）

高强混凝土局部加热时的爆炸特性（第1部分）

• 发表时间: 2013
• 作者: 寺田啓介;李在永;山崎雅弘;權寧璡;原田和典;原田和典，李在永，山崎雅弘
• 通讯作者: 原田和典，李在永，山崎雅弘