小结混凝土的高温试验方法

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1试验现象

当炉温升至300℃时，水蒸气从炉顶冒出，随后气量逐渐增多，在550℃左右时达到最大，水蒸气从炉顶和炉壁缝隙冒出，在炉顶压头上方结成水珠滴下，持续大约10min，此时尽管炉温仍在上升，但水蒸气开始减少，直至消失．为经历高温全过程后的试件表面裂缝分布情况，其中试件R46SL和R66SL照片中的竖向圆管为测量试件变形的刚玉管．对于高温全过程试验中未施加轴压荷载的试件R40LL和R60LL，当其冷却至室温时表面多为热膨胀引起的横向裂缝，且随着温度升高，裂缝数量明显增多，裂缝宽度增大．对于施加轴压荷载的试件，试件表面多为竖向裂缝．在相同的轴压荷载作用和降温制度下，表面裂缝数量随温度的升高而增多，裂缝宽度随之增大；在相同约束应力作用下，Te＝400℃的试件表面裂缝随着降温速度的增大而增多；Te＝600℃的试件，随降温速度增大，其表面裂缝数量略有增加．可见，混凝土温度越高，降温方式对其表面裂缝数量的影响越小．这可能是混凝土在遭受较高温度作用时，表面已经产生较多裂缝，从而使降温方式对表面裂缝的影响不显著所致．

2高温全过程

无轴压荷载试件在升温过程中产生显著的膨胀变形，最大膨胀变形随温度的升高而增大；降温过程中随着温度的降低，其高温膨胀变形有所恢复，但降至室温后仍有明显的残余膨胀变形，且其随温度的升高而增大．与无轴压荷载试件相比，有轴压荷载试件高温全过程δ－t曲线存在显著差异．同一温度系列有轴压荷载试件的高温膨胀变形基本相同，但明显小于无轴压荷载试件，残余变形由膨胀变形变为压缩变形；采用不同降温方式的同一温度系列试件的高温后残余变形有所不同，且一般随降温速度的增大而增大．对于轴压比n＝0．6的试件，由于短期高温徐变和瞬态热应变的影响，导致试件在升温过程中未产生膨胀变形．同一温度系列采用LL降温方式试件的δ－t关系曲线的降温部分近似平行．这是由于混凝土在升温过程中发生的膨胀变形主要包括固体颗粒的升温膨胀、失水收缩、水泥浆体和骨料界面裂缝的出现与扩展以及骨料的内部损伤等，在降温过程中，除了固体颗粒的膨胀变形可以恢复外，其余变形基本都不能恢复．对于采用不同降温方式的有约束试件，其降温部分不再与采用LL降温方式的曲线平行．

3荷载变形关系

N－ε曲线包括常温加载、高温全过程与高温后破坏3个阶段．可见，N－ε关系曲线有以下特点：LL与KL降温方式对N－ε关系曲线形状的影响没有明显区别，SL降温方式对高温全过程曲线的影响较为显著，导致其轴压刚度和极限承载力明显降低．与常温试件相比，无轴压荷载高温全过程作用后试件极限承载力在Te＝400℃时损失较小，Te＝600℃时损失较为明显；有轴压荷载高温全过程作用后试件有非常明显的残余压缩变形，残余承载力不仅与所经历的温度有关，而且与轴压荷载水平和降温方式有关．对于同一温度系列试件，与无轴压荷载情况相比，轴压荷载使高温全过程后N－ε关系曲线的弹性阶段增长，弹塑性阶段缩短，曲线形状渐趋尖耸，轴压刚度增加，下降段变陡，破坏更突然，明显变脆．这可能是由于在升降温和冷却全过程中，混凝土由于荷载和高温的双重作用而产生微裂纹等累积损伤所致．为温度对钢筋混凝土试件N－ε关系的影响规律．由可见，相同轴压荷载水平和降温方式下，随着温度的升高，无轴压荷载试件高温后N－ε关系曲线渐趋扁平，峰值应变增加，轴压刚度显著降低；有轴压荷载试件高温后N－ε关系曲线弹性上升段与下降段差距不大．

作者：王志伟霍静思郭玉荣单位：湖南大学