混凝土及纖維混凝土高溫后力學(xué)性能試驗(yàn)研究.pdf

1、混凝土高溫力學(xué)性能是建筑、地下結(jié)構(gòu)等火災(zāi)中混凝土材料劣化過(guò)程、劣化機(jī)理的重要理論依據(jù)。本文對(duì)C30、C40、C50強(qiáng)度等級(jí)素混凝土(JF)、鋼纖維混凝土(SF)、聚丙烯纖維混凝土(PF)及鋼-聚丙烯纖維混凝土(SPF)的高溫后兩種冷卻方式下的抗壓強(qiáng)度、劈拉強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度及應(yīng)力-應(yīng)變曲線等力學(xué)性能進(jìn)行了試驗(yàn)，觀察了試件在加熱過(guò)程中、冷卻后的宏觀現(xiàn)象;研究了各混凝土力學(xué)性能隨溫度的變化關(guān)系、隨強(qiáng)度等級(jí)的變化關(guān)系及冷卻方式對(duì)各混凝土力學(xué)性能的

2、影響分析;對(duì)各混凝土的高溫力學(xué)性能隨溫度的變化關(guān)系進(jìn)行回歸分析，得出了相應(yīng)的數(shù)學(xué)關(guān)系式。主要結(jié)論如下:
　　隨著溫度的升高，素混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)逐漸惡化，各力學(xué)性能指標(biāo)逐漸衰減。本文試驗(yàn)的自然冷卻工況下，目標(biāo)溫度在200℃～800℃時(shí)，素混凝土抗壓強(qiáng)度下降率依次為10％～75％;劈拉強(qiáng)度下降率同抗壓強(qiáng)度相近依次為15％～75％;抗折強(qiáng)度下降率依次為5％～80％。
　　隨著溫度的升高，SF、PF、SPF各力學(xué)性能指標(biāo)逐漸下降，但其

3、各力學(xué)性能指標(biāo)均較基準(zhǔn)混凝土有不同程度的提高，SF、SPF提高的幅度較大。400℃～800℃時(shí)，SF抗壓強(qiáng)度剩余率較JF抗壓強(qiáng)度剩余率提高均值在7.3％左右，劈拉強(qiáng)度剩余率提高21.2％左右，抗折強(qiáng)度剩余率與JF的剩余率相當(dāng);溫度較低（400℃前）時(shí)PF力學(xué)性能指標(biāo)較JF有一定的改善;SPF的力學(xué)性能指標(biāo)稍低于SF的大小，同時(shí)較JF有很大的提高。
　　溫度較低時(shí)，素混凝土強(qiáng)度等級(jí)越高，強(qiáng)度剩余率越小，高于一定溫度后，強(qiáng)度剩余率與強(qiáng)

4、度等級(jí)的關(guān)系不明顯。冷卻方式是影響混凝土高溫強(qiáng)度變化規(guī)律的重要因素，溫度較低時(shí)，自然冷卻狀況的力學(xué)性能指標(biāo)要高于噴水冷卻的大小;由于噴水冷卻對(duì)混凝土形成極大溫度應(yīng)力，同時(shí)冷卻水具有修復(fù)混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的作用，溫度高于500℃后，兩種作用相互影響，致使溫度較高時(shí)兩種冷卻方式下的力學(xué)性能指標(biāo)變化不一。冷卻方式和強(qiáng)度等級(jí)對(duì)纖維混凝土的高溫力學(xué)性能的影響同對(duì)素混凝土的影響相似;不同溫度時(shí)其對(duì)各混凝土的影響程度不同。
　　混凝土應(yīng)力-應(yīng)變曲線

5、峰值應(yīng)力隨著溫度的提高逐漸降低，峰值應(yīng)變顯著增加;曲線的形狀由尖聳向扁平過(guò)渡，峰值點(diǎn)右移，溫度在400℃以后，這種形狀變化更加明顯。相同溫度時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)越高，其峰值應(yīng)變?cè)酱?。噴水冷卻條件時(shí)要大于自然冷卻條件下的峰值應(yīng)變。隨著溫度的升高，纖維混凝土的峰值應(yīng)力逐漸下降，峰值應(yīng)變逐漸變大，尤其在600℃以后這種形狀變化更加明顯。常溫時(shí)，SF、SPF峰值應(yīng)變稍大于JF，隨著溫度的升高，SF、SPF的峰值應(yīng)變小于JF的峰值應(yīng)變;800℃時(shí)，