再探高温全过程中混凝土的变化

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1高温全过程后的残余承载力

采用LL和KL降温方式的有轴压荷载试件承载力明显高于无轴压荷载试件，而采用SL降温方式有轴压荷载试件承载力与无轴压荷载情况基本相当，这说明SL降温方式对有轴压荷载高温后试件残余承载力产生了明显的不利影响，基本抵消了轴压荷载对高温后试件残余承载力的提高作用．LL和KL降温方式下，Te＝600℃时轴压荷载较Te＝400℃时对高温后试件残余承载力的提高作用更为显著．SL降温方式下，Te＝400℃和Te＝600℃时高温后试件的承载力损伤系数分别为0．979和0．662，这说明温度越高，浇水降温对高温后试件的残余承载力影响越显著．给出了本文试验承载力损伤系数与文献试验结果的比较情况．由图6可见，本文试验承载力损伤系数与文献试验结果规律一致，轴压荷载可显著提高高温后钢筋混凝土短柱的残余承载力，高温后轴压刚度随着温度的升高而降低．当Te＝400℃时，承载力损伤不明显，且采用LL与KL两种降温方式的试件在轴压荷载作用下，其极限承载力较常温下承载力还有明显提高，分别为常温承载力的1．08和1．106倍，亦高于无约束试件；当Te＝600℃时，采用LL与KL两种降温方式的试件在轴压荷载作用下，其极限承载力比常温下试件的承载力明显降低，分别为常温承载力的0．896和0．868倍．其主要原因为，混凝土在400℃时凝胶部分分解，释放出其中的层间水和结合水，凝胶孔中蒸汽压力大幅增长，挤压周围的水泥石，使水泥石骨料间的裂缝部分闭合，结果使微裂缝扩展引起的混凝土劣化程度得到缓解，从而使该温度段内试件的极限承载力降低有限．600℃时，混凝土中裂缝的进一步扩展和水分的溢出及蒸发，使得试件的有效截面效应减小，且混凝土组分也发生分解和变异，导致600℃时试件极限承载力显著降低．

2高温全过程后的轴压刚度

中高温全过程后的轴压刚度损伤系数EAT／EA可知，种降温方式对有轴压荷载试件轴压刚度的影响规律为LL＞KL＞SL．这说明高温后试件轴压刚度随着降温速度的增大而减小．采用LL和KL降温方式，有轴压荷载试件的轴压刚度明显高于无轴压荷载试件；采用SL降温方式，有轴压荷载试件的轴压刚度与无轴压荷载试件基本相当，说明SL降温方式对有轴压荷载高温后钢筋混凝土轴压刚度产生明显不利影响，基本抵消了轴压荷载对高温后试件轴压刚度的有利影响．LL和KL降温方式下，Te＝600℃时轴压荷载较Te＝400℃时对高温后试件轴压刚度的有利影响更为显著．SL降温方式下，Te＝400℃与Te＝600℃时高温后钢筋混凝土轴压刚度损伤系数分别为0．548和0．129，说明温度越高，SL降温方式对高温后轴压刚度影响越显著．为本文试验轴压刚度损伤系数与文献试验结果的比较情况．可见，本文试验结果与文献的试验结果变化规律基本一致，高温后钢筋混凝土轴压刚度随温度的升高而明显降低，轴压荷载显著提高了高温后轴压刚度．由中数据可见，高温后钢筋混凝土轴压刚度损伤系数明显小于其承载力损伤系数，这说明高温作用对轴压刚度的影响更为显著．

3高温全过程后的试件嘛尼吽

嘛尼吽是指结构或构件在承载力还未显著下降时经历变形的能力．嘛尼吽系数是指在保持结构或构件基本承载能力的情况下，极限变形εu与初始屈服应变εy的比值．本文取初始屈服应变εy＝NuT／EAT，极限变形εu取为荷载－变形（N－ε）关系曲线峰值点的应变（不包括降温冷却后的残余变形）．种降温方式对有轴压荷载钢筋混凝土嘛尼吽系数影响规律为：LL＞KL＞SL，这说明高温后试件嘛尼吽随着降温速度的增大而减小．高温全过程中轴压荷载的作用降低了其嘛尼吽，可见轴压荷载对高温后试件嘛尼吽产生了不利影响．同一温度系列，无轴压荷载试件的嘛尼吽最大，但其值仍明显小于常温试件的嘛尼吽；采用SL降温方式的有轴压荷载试件的嘛尼吽最低．为本文试验嘛尼吽系数与文献试验结果的比较．可见，本文试验结果与文献的试验结果基本一致，高温后钢筋混凝土嘛尼吽随着温度的升高而明显降低，表明经受高温作用后，钢筋混凝土嘛尼吽变差；轴压荷载使得高温后钢筋混凝土嘛尼吽显著降低．但文献的部分有轴压荷载试件试验结果偏低．从数据可以看出，高温后钢筋混凝土嘛尼吽损伤程度介于其承载力损伤和轴压刚度损伤程度之间．

作者：冯龙泉单位：攀西荞窝监狱