混凝土及纖維混凝土高溫后力學性能試驗研究.pdf

1、混凝土高溫力學性能是建筑、地下結構等火災中混凝土材料劣化過程、劣化機理的重要理論依據(jù)。本文對C30、C40、C50強度等級素混凝土(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度、劈拉強度、抗折強度及應力-應變曲線等力學性能進行了試驗，觀察了試件在加熱過程中、冷卻后的宏觀現(xiàn)象;研究了各混凝土力學性能隨溫度的變化關系、隨強度等級的變化關系及冷卻方式對各混凝土力學性能的

2、影響分析;對各混凝土的高溫力學性能隨溫度的變化關系進行回歸分析，得出了相應的數(shù)學關系式。主要結論如下:
　　隨著溫度的升高，素混凝土內部結構逐漸惡化，各力學性能指標逐漸衰減。本文試驗的自然冷卻工況下，目標溫度在200℃～800℃時，素混凝土抗壓強度下降率依次為10％～75％;劈拉強度下降率同抗壓強度相近依次為15％～75％;抗折強度下降率依次為5％～80％。
　　隨著溫度的升高，SF、PF、SPF各力學性能指標逐漸下降，但其

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

4、度等級的關系不明顯。冷卻方式是影響混凝土高溫強度變化規(guī)律的重要因素，溫度較低時，自然冷卻狀況的力學性能指標要高于噴水冷卻的大小;由于噴水冷卻對混凝土形成極大溫度應力，同時冷卻水具有修復混凝土內部結構的作用，溫度高于500℃后，兩種作用相互影響，致使溫度較高時兩種冷卻方式下的力學性能指標變化不一。冷卻方式和強度等級對纖維混凝土的高溫力學性能的影響同對素混凝土的影響相似;不同溫度時其對各混凝土的影響程度不同。
　　混凝土應力-應變曲線

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