再探高溫全過程中混凝土的變化

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1高溫全過程后的殘余承載力

采用LL和KL降溫方式的有軸壓荷載試件承載力明顯高于無軸壓荷載試件，而采用SL降溫方式有軸壓荷載試件承載力與無軸壓荷載情況基本相當，這說明SL降溫方式對有軸壓荷載高溫后試件殘余承載力產生了明顯的不利影響，基本抵消了軸壓荷載對高溫后試件殘余承載力的提高作用．LL和KL降溫方式下，Te＝600℃時軸壓荷載較Te＝400℃時對高溫后試件殘余承載力的提高作用更為顯著．SL降溫方式下，Te＝400℃和Te＝600℃時高溫后試件的承載力損傷系數分別為0．979和0．662，這說明溫度越高，澆水降溫對高溫后試件的殘余承載力影響越顯著．給出了本文試驗承載力損傷系數與文獻試驗結果的比較情況．由圖6可見，本文試驗承載力損傷系數與文獻試驗結果規律一致，軸壓荷載可顯著提高高溫后鋼筋混凝土短柱的殘余承載力，高溫后軸壓剛度隨著溫度的升高而降低．當Te＝400℃時，承載力損傷不明顯，且采用LL與KL兩種降溫方式的試件在軸壓荷載作用下，其極限承載力較常溫下承載力還有明顯提高，分別為常溫承載力的1．08和1．106倍，亦高于無約束試件；當Te＝600℃時，采用LL與KL兩種降溫方式的試件在軸壓荷載作用下，其極限承載力比常溫下試件的承載力明顯降低，分別為常溫承載力的0．896和0．868倍．其主要原因為，混凝土在400℃時凝膠部分分解，釋放出其中的層間水和結合水，凝膠孔中蒸汽壓力大幅增長，擠壓周圍的水泥石，使水泥石骨料間的裂縫部分閉合，結果使微裂縫擴展引起的混凝土劣化程度得到緩解，從而使該溫度段內試件的極限承載力降低有限．600℃時，混凝土中裂縫的進一步擴展和水分的溢出及蒸發，使得試件的有效截面效應減小，且混凝土組分也發生分解和變異，導致600℃時試件極限承載力顯著降低．

2高溫全過程后的軸壓剛度

中高溫全過程后的軸壓剛度損傷系數EAT／EA可知，種降溫方式對有軸壓荷載試件軸壓剛度的影響規律為LL＞KL＞SL．這說明高溫后試件軸壓剛度隨著降溫速度的增大而減小．采用LL和KL降溫方式，有軸壓荷載試件的軸壓剛度明顯高于無軸壓荷載試件；采用SL降溫方式，有軸壓荷載試件的軸壓剛度與無軸壓荷載試件基本相當，說明SL降溫方式對有軸壓荷載高溫后鋼筋混凝土軸壓剛度產生明顯不利影響，基本抵消了軸壓荷載對高溫后試件軸壓剛度的有利影響．LL和KL降溫方式下，Te＝600℃時軸壓荷載較Te＝400℃時對高溫后試件軸壓剛度的有利影響更為顯著．SL降溫方式下，Te＝400℃與Te＝600℃時高溫后鋼筋混凝土軸壓剛度損傷系數分別為0．548和0．129，說明溫度越高，SL降溫方式對高溫后軸壓剛度影響越顯著．為本文試驗軸壓剛度損傷系數與文獻試驗結果的比較情況．可見，本文試驗結果與文獻的試驗結果變化規律基本一致，高溫后鋼筋混凝土軸壓剛度隨溫度的升高而明顯降低，軸壓荷載顯著提高了高溫后軸壓剛度．由中數據可見，高溫后鋼筋混凝土軸壓剛度損傷系數明顯小于其承載力損傷系數，這說明高溫作用對軸壓剛度的影響更為顯著．

3高溫全過程后的試件嘛尼吽

嘛尼吽是指結構或構件在承載力還未顯著下降時經歷變形的能力．嘛尼吽系數是指在保持結構或構件基本承載能力的情況下，極限變形εu與初始屈服應變εy的比值．本文取初始屈服應變εy＝NuT／EAT，極限變形εu取為荷載－變形（N－ε）關系曲線峰值點的應變（不包括降溫冷卻后的殘余變形）．種降溫方式對有軸壓荷載鋼筋混凝土嘛尼吽系數影響規律為：LL＞KL＞SL，這說明高溫后試件嘛尼吽隨著降溫速度的增大而減小．高溫全過程中軸壓荷載的作用降低了其嘛尼吽，可見軸壓荷載對高溫后試件嘛尼吽產生了不利影響．同一溫度系列，無軸壓荷載試件的嘛尼吽最大，但其值仍明顯小于常溫試件的嘛尼吽；采用SL降溫方式的有軸壓荷載試件的嘛尼吽最低．為本文試驗嘛尼吽系數與文獻試驗結果的比較．可見，本文試驗結果與文獻的試驗結果基本一致，高溫后鋼筋混凝土嘛尼吽隨著溫度的升高而明顯降低，表明經受高溫作用后，鋼筋混凝土嘛尼吽變差；軸壓荷載使得高溫后鋼筋混凝土嘛尼吽顯著降低．但文獻的部分有軸壓荷載試件試驗結果偏低．從數據可以看出，高溫后鋼筋混凝土嘛尼吽損傷程度介于其承載力損傷和軸壓剛度損傷程度之間．

作者：馮龍泉單位：攀西蕎窩監獄