C80高性能混凝土微結(jié)構(gòu)高溫?fù)p傷演化研究.pdf

1、高強(qiáng)高性能混凝土因其強(qiáng)度高、承載能力大、性能好的優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代工程中應(yīng)用廣泛。但高強(qiáng)高性能混凝土結(jié)構(gòu)密實(shí)，高溫下極易發(fā)生爆裂，在高強(qiáng)高性能混凝土中添加聚丙烯纖維是較常用的抑制其爆裂的方法。研究高強(qiáng)高性能混凝土內(nèi)部微結(jié)構(gòu)高溫?fù)p傷演化的規(guī)律，對(duì)高強(qiáng)高性能混凝土爆裂機(jī)制和聚丙烯纖維抗爆裂機(jī)理的研究有重要意義。
　　本文依托國(guó)家自然科學(xué)基金（批準(zhǔn)號(hào)：51278325），主要利用 X射線CT技術(shù)（CT）對(duì)高溫下C80高性能混凝土（以下簡(jiǎn)稱HP

2、C）和C80摻聚丙烯纖維高性能混凝土（以下簡(jiǎn)稱PPHPC）進(jìn)行細(xì)觀損傷演化研究；使用壓汞測(cè)試方法（MIP）對(duì)C80 HPC和C80 PPHPC進(jìn)行高溫后微觀損傷演化研究；使用掃描電鏡（SEM）研究高溫后C80 PPHPC的微觀形貌。主要內(nèi)容如下：
　　1. CT圖像的定性分析
　　通過(guò)試驗(yàn)得到HPC、PPHPC在不同溫度下的CT圖像，對(duì)CT圖像中混凝土內(nèi)部各組分進(jìn)行識(shí)別和分析，描述孔隙、裂縫等隨溫度升高的變化情況。觀察發(fā)現(xiàn)：

3、HPC、PPHPC中的孔徑隨著溫度的升高而擴(kuò)大。HPC中一般從400℃時(shí)開始出現(xiàn)溫度裂縫，裂縫數(shù)量較少。PPHPC自300℃開始出現(xiàn)溫度裂縫，400℃作用下裂縫數(shù)量急劇增多，裂縫數(shù)量多于HPC。
　　2. CT圖像定量分析
　　對(duì)HPC、PPHPC的CT圖像進(jìn)行灰度分析，使用Matlab軟件得到HPC、PPHPC CT圖像的灰度直方圖，并進(jìn)行像素?cái)?shù)量統(tǒng)計(jì)。HPC、PPHPC的灰度直方圖形狀隨溫度的升高出現(xiàn)峰值左移或者小灰度像

4、素?cái)?shù)量增多，像素統(tǒng)計(jì)結(jié)果發(fā)現(xiàn)HPC、PPHPC內(nèi)部缺陷隨溫度的升高而逐漸劣化。
　　使用軟件對(duì)HPC、PPHPC CT圖像中的裂縫進(jìn)行提取，計(jì)算裂縫的長(zhǎng)度、寬度、面積和周長(zhǎng)，追蹤裂縫在溫升過(guò)程中的發(fā)展情況，結(jié)果顯示：?jiǎn)螚l裂縫的長(zhǎng)度、寬度、面積和周長(zhǎng)會(huì)隨著溫度的升高而增長(zhǎng)。裂縫總數(shù)量、總長(zhǎng)度、寬度、總面積和總周長(zhǎng)都隨溫度的升高而增大，PPHPC裂縫的總參數(shù)大于HPC。
　　3.孔結(jié)構(gòu)分析
　　利用壓汞測(cè)試技術(shù)對(duì)不同溫度作

5、用后的HPC、PPHPC試件進(jìn)行孔結(jié)構(gòu)測(cè)定。結(jié)果顯示除300℃外，HPC、PPHPC孔隙率變化趨勢(shì)相似，HPC、PPHPC平均孔徑隨溫度升高而降低、孔比表面隨溫度的升高而增加。孔隙分布顯示 HPC、PPHPC在400℃作用后劣化嚴(yán)重，在500℃后產(chǎn)生新一輪劣化，600℃、700℃作用后損傷嚴(yán)重。300℃作用后PPHPC劣化開始，HPC劣化已較嚴(yán)重，HPC孔隙形成“蒸養(yǎng)條件”使得孔隙率低于PPHPC，400℃作用后HPC多害孔占比多于PP

6、HPC，摻入聚丙烯纖維改善高強(qiáng)高性能混凝土高溫性能。
　　根據(jù)分形幾何學(xué)知識(shí)和壓汞試驗(yàn)結(jié)果，使用兩種數(shù)學(xué)模型計(jì)算孔結(jié)構(gòu)的分形維數(shù)。研究表明：不同數(shù)學(xué)模型計(jì)算出的分形維數(shù)有所不同，HPC、PPHPC的分形維數(shù)在不同溫度段、不同孔徑范圍內(nèi)差別較大，隨溫度變化顯示出不同的分形特征。
　　4.掃描電鏡分析
　　使用掃描電鏡技術(shù)對(duì)常溫、300℃、500℃作用后PPHPC微觀形貌進(jìn)行觀察。常溫時(shí)，漿體中的C-S-H、Ca(OH)2