高溫對高性能混凝土微觀結構與蒸汽壓的影響.pdf

1、高性能混凝土由于具有比普通混凝土更優(yōu)秀的性能，目前已經在各種超高層建筑、大跨度橋梁以及隧道等許多使人類生活更加方便的工程中得到了使用。但是相比于普通混凝土，由于高性能混凝土擁有較低的滲透性，較致密的內部結構，所以當其遭受火災或者高溫時，表現出和普通混凝土不一樣的劣化特征，在受熱的情況下高性能混凝土更加可能產生爆裂，嚴重影響了建筑物的抗火性能，給廣大人民的生命財產安全帶來了巨大的威脅。因此，分析高性能混凝土相關性能與所受溫度之間的關系，研

2、究高性能混凝土受高溫后產生爆裂劣化現象的原因，對改善混凝土材料性能、提高結構抗火能力具有重要的意義。
　　本文按照實際工程所使用的混凝土配合比選擇合適的原材料配制設計強度等級為C60的高性能混凝土，研究其力學性能隨受熱溫度的變化規(guī)律，并采用壓汞測孔法和 X射線 CT掃描技術對其微觀結構隨溫度的變化進行分析研究，同時使用自制的儀器設備對高性能混凝土受高溫蒸汽壓的變化進行了觀測分析，最后根據試驗結果對高性能混凝土高溫爆裂的原因進行了理

3、論分析。主要內容如下：
　　一、通過查閱國內外相關文獻，綜述了高性能混凝土研究進展以及其高溫爆裂機理的研究狀況。
　　二、溫度對高性能混凝土基本力學性能產生的影響。主要測試經過不同溫度燒透的混凝土試件的抗壓強度、劈裂抗拉強度以及軸心抗壓強度，分析其基本力學性能之間隨同所受溫度的變化關系。結果發(fā)現：高性能混凝土力學性能伴隨著其所受溫度的升高具有明顯劣化的趨勢，當混凝土受熱在500℃以下時，混凝土抗壓強度所產生的劣化現象比較緩慢

4、，當混凝土受熱大過500℃時，混凝土力學性能開始迅速劣化，混凝土抗壓強度變小的趨勢明顯加快。并且分別歸納出混凝土試件受熱溫度與相對殘余抗壓強度、相對殘余劈裂抗拉強度以及相對殘余軸心抗壓強度的數學關系式。
　　三、混凝土孔隙結構隨收受溫度變化的規(guī)律。主要采用壓汞測孔法對混凝土高溫前后的孔隙結構進行測試，并且結合幾何學中的分形維數方法對高溫前后高性能混凝土孔隙結構隨溫度的的變化規(guī)律進行了分析研究，同時為了更直觀的看到溫度對混凝土孔結構

5、的影響，本章還使用 X射線 CT掃描技術對混凝土試件進行掃描觀測。結果發(fā)現：混凝土的孔隙率、平均孔徑和總孔體積隨溫度的增大呈現出變大的趨勢，孔表面積變化沒有明顯的規(guī)律；混凝土孔結構是以孔徑為50nm左右的孔為分界點表現出兩種不同的分形特征的；引起 C60高性能混凝土孔隙分布突變的閾值溫度在350℃左右；通過對混凝土CT掃描圖片進行處理發(fā)現混凝土孔結構的變化趨勢和通過混凝土孔結構分形維數所分析的變化趨勢相似。
　　四、混凝土孔隙水蒸

6、汽壓隨所受溫度以及受熱位置變化的規(guī)律。主要使用自制的試驗裝置對混凝土受熱產生的孔隙水蒸汽壓進行了測試分析。主要結論如下:混凝土內部所產生的蒸汽壓沿著混凝土受火面呈現出梯度降低的趨勢；混凝土各個位置產生蒸汽壓的時間也不相同，受火面最先開始產生蒸汽壓，隨著受熱時間的增加混凝土產生的蒸汽壓最大值也沿著受熱時間呈現出梯度變化的規(guī)律。
　　五、高性能混凝土產生爆裂的理論分析。通過采用彈性力學相關知識對混凝土孔隙結構等微觀特征隨溫度變化的規(guī)律