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Nov 2011 混凝土高温性能研究进展 高温混凝土性能研究 目 录 一、研究意义 二、普强高性能混凝土高温性能研究进展 三、高强混凝土高温性能研究进展 四、纤维高性能混凝土高温性能研究进展 五、结论 六、参考文献 一、研究意义 世界上每年都有因各种火灾造成的人员伤亡、自然资源和物质财富的极大损失，有些甚至引起巨大的社会影响。而且，随着社会现代化的发展，人员和资产的高度集中，火灾的危害性更为严重。火灾是大多数建筑物面临的潜在危险之一。在众多火灾案例中，建筑结构严重破坏甚至倒塌的情况屡有发生，火灾对建筑结构的危害已受到人们的广泛关注。而火灾对建筑结构造成危害的主要原因是火灾产生的高温。因此，混凝土高温性能的研究，为火灾后混凝土结构的损伤评估及其加固提供了科学依据；对保护人民的生命财产安全意义重大。 二、普强高性能混凝土高温性能研究进展 1.试验概况 表1 普通强度高性能混凝土的配合比 2. 高温爆裂 高温试验中，试件的爆裂与试件的湿含量高低有关。 湿含量定义：混凝土试件在某一时刻所含可蒸发水的质量mt与试件刚从养护池中取出时所含可蒸发水的质量mo之比。 高温试验后试件的爆裂情况见图1 a图：湿含量为100%的NHPC1试件于400~440 ℃发生爆裂，爆裂体积在1/4左右，残余部分呈深灰色。 b图：湿含量为88%的NHPC1试件于370 ℃左右发生爆裂，爆裂部位为试块的一角，呈剥落状。 c图：湿含量为88%的NHPC2试件于420 ℃左右发生爆裂，爆裂部位为试块的一角，剥落部分呈小碎块状。 d图：湿含量为75%的NHPC3试件于360 ℃左右发生爆裂，表现为剥落性破坏，剥落面积占顶面面积的1/2左右。 3.强度变化①. 抗压强度 图2 高温作用后的混凝土抗压强度 ② 劈裂抗拉强度 图3 高温作用后的混凝土劈裂抗拉强度 三、高强混凝土高温性能研究进展 1.试验概况 表2 高强混凝土的配合比 2.高温爆裂 图4 高温后高强混凝土立方体试件外观 从高温后混凝土立方体试件的照片（图4）可以看出： 经过500℃高温作用后，只有个别试件表面发生了爆裂，爆裂深度约为10mm，且爆裂面形状不规则，断面处可清晰看到砂、石及水泥石，但没有发生沿集料与水泥石界面破坏的情况；部分试件有少量细裂缝产生，大部分试件外观完整。 经过800 ℃高温作用后，大部分试件发生了爆裂，其中尤以UHSC-1试件情况最为严重，爆裂深度超过了10mm，发生爆裂破坏的面积比较大；在没有发生明显爆裂的试件中，则产生了粗大裂缝，有的裂缝甚至贯穿整个试件。另外，试件碰撞时发出的声音也发生了改变，有常温的清脆变得沉闷、混浊。 3.强度变化 ①抗压强度 ②抗折强度 4.微观形貌 从图6（a）可以看出，经500℃高温作用后，水泥水化物大为减少，几乎找不到钙矾石与氢氧化钙。这是因为，在经历500℃高温作用后，结晶水基本上已全部蒸发，钙矾石在200℃时分解完毕，而氢氧化钙则在400℃开始分解为石灰与水蒸气。水化物的分解与水的蒸发，使得混凝土内部结构密实度下降，宏观表现为产生了爆裂破坏和微裂缝。 从图6（b）可以看出，经800℃高温作用后，水泥浆中已没有完好的结晶体。这是因为，水泥水化物均在550℃左右分解，而结晶水在500℃时就已基本上丧失。图中有类似卷曲叶片状的物相，为高温后留下的残余的水泥水化物。由于水泥水化物发生分解，结晶水与自由水全部丧失，因此其结构松散，裂缝粗大，表面爆裂严重，形状不规整。 四、纤维高性能混凝土高温性能研究进展 2.抗压强度 五、结论 六、参考文献 * * 混凝土高温性能的研究进展 图1 试件爆裂后外观 图2为普强高性能混凝土的高温残余抗压强度。经过200℃后，抗压强度提高了2