硬化水泥石高溫力學性能演化研究.pdf

1、目前國內(nèi)外對混凝土高溫力學性能劣化的研究主要是對于不同配合比的混凝土進行研究，但由于混凝土是多相復合材料，這種研究方法的弊端在于不能分清混凝土中各成分的劣化對總體劣化的貢獻程度。作為混凝土重要組成部分的硬化水泥石在高溫下要經(jīng)歷化學分解等劣化過程，導致水泥石孔隙率的增加以及裂紋的擴展，使原本密實的水泥石變得相對疏松。由于強度屬于材料的非固有屬性，微觀結構的缺陷是強度的主導控制因素，因此高溫引入的微觀結構的缺陷將導致水泥石強度產(chǎn)生劣化。對混

2、凝土中的重要組分-水泥石進行高溫強度劣化研究，對從機理角度掌握混凝土的高溫力學性能劣化規(guī)律是十分必要的。
　　本文采用試驗與理論分析相結合的方法對混凝土中的基質(zhì)硬化水泥石的高溫強度劣化進行研究，從而為從劣化機理的角度對混凝土的強度劣化分析奠定研究基礎。試驗方面，制作不同配合比的水泥石試件，通過抗壓和劈拉試驗測定經(jīng)受不同目標溫度的水泥石的抗壓和劈拉強度，并觀察試驗現(xiàn)象及裂紋擴展程度。理論分析方面，通過分析水泥石高溫分解各成分體積百分

3、數(shù)的變化，結合試驗獲得的裂紋寬度與深度數(shù)據(jù)，對高溫材料劣化引起的材料應力場的變化進行了分析，并對比了水化分解及裂紋擴展對水泥石力學性能劣化的貢獻程度。
　　試驗結果表明，在高溫作用下，隨著溫度的升高，水膠比為0.5、0.26和0.26（含硅灰）水泥石試件的質(zhì)量不斷降低，在20℃～100℃溫度區(qū)段質(zhì)量下降幅度最大。隨著溫度的升高，三種配比試件的裂縫寬度、深度和密度呈不斷增大的變化規(guī)律，硅灰的添加增大了裂縫寬度的發(fā)展程度，減小了深度和

4、密度的發(fā)展。水膠比為0.5和0.26試件的抗壓強度隨著溫度的上升呈不斷下降的趨勢，0.26試件的高溫強度大于0.5試件;0.26含硅灰的水泥石試件的抗壓強度則呈先上升后下降的變化規(guī)律，在100℃～450℃溫度區(qū)段，抗壓強度均高于常溫強度。在高溫作用下，三者的劈拉強度都呈先上升后下降的變化規(guī)律，均在100℃時達到最大值，0.26試件的高溫強度大于0.5試件，硅灰的添加會降低劈拉強度。模擬結果表明，在高溫作用前期(100℃～500℃)裂紋的