高性能混凝土高溫熱變形試驗及熱應力模擬研究.pdf

1、高性能混凝土因其具備良好的綜合性能已被普遍應用于各項土木工程中。然而，高性能混凝土因其高密實性低滲透性，當其遭受火災高溫時，由于內(nèi)部產(chǎn)生的蒸汽壓、熱變形及溫度應力等多因素綜合作用，易導致混凝土發(fā)生爆裂、脫落、承載力降低甚至坍塌，建筑物的安全性及人們生命財產(chǎn)將受到威脅，因此研究高性能混凝土高溫性能，揭示其內(nèi)部應力及宏觀承載力隨溫度變化的損傷規(guī)律，具有重要的理論意義和工程價值。依托國家自然基金（51478290），以C60高性能混凝土為對象

2、，研究高溫對其力學性能的影響；借助熱電偶和正弦應變計研究高溫與混凝土板內(nèi)部的溫度場及熱應變的關(guān)系；借助ABAQUS軟件對高性能混凝土板高溫下內(nèi)部熱應力和裂縫的發(fā)展以及構(gòu)件的變形進行探索性模擬研究，主要內(nèi)容如下。
　　一、高性能混凝土宏觀力學試驗，研究不摻與摻0.2％聚丙烯纖維的高性能混凝土高溫后的劈裂抗拉強度，軸心抗壓強度及彈性模量，試驗結(jié)果表明各項力學性能指標總體隨溫度升高而降低，但摻纖維混凝土的劣化程度要明顯比素混凝土低，并依

3、托試驗結(jié)果建立了混凝土的各項指標與受熱溫度的曲線。
　　二、高性能混凝土高溫熱變形試驗，研究聚丙烯纖維摻量為0%、0.1%、0.2%、0.3%的混凝土板，在其中不同深度埋入混凝土正弦應變計和高溫熱電偶，并且在其中布置了單層鋼筋網(wǎng)，通過高溫電阻爐將混凝板土進行加熱，試驗結(jié)果表明熱應變總體上隨溫度的升高而升高，摻纖維混凝土板的熱應變要低于不摻纖維的混凝土板，并且熱應變隨著纖維摻量的增加而逐漸減小，鋼筋網(wǎng)深度附近的熱應變要明顯低于其他位

4、置。
　　三、明火與荷載耦合下的高溫熱變形試驗，研究聚丙烯纖維摻量為0%、0.2%的混凝土大板，與混凝土小板相同在其中布置了單層鋼筋網(wǎng)和正弦應變計，并且通過計算后在混凝土板上施加了相應的荷載，將混凝土大板通過明火進行加熱，試驗結(jié)果表明熱應變總體上隨著溫度的升高而升高，上升速率高明顯高于在高溫電阻爐里加熱的情況。
　　四、高性能混凝土板熱應力探索性模擬研究，通過ABAQUS模擬軟件初步分析了摻0.2%聚丙烯纖維的混凝土板高溫熱