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(dāng)，這說明SL降溫方式對(duì)有軸壓荷載高溫后試件殘余承載力產(chǎn)生了明顯的不利影響，基本抵消了軸壓荷載對(duì)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(shí)軸壓荷載較Te＝400℃時(shí)對(duì)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(shí)高溫后試件的承載力損傷系數(shù)分別為0．979和0．662，這說明溫度越高，澆水降溫對(duì)高溫后試件的殘余承載力影響越顯著．給出了本文試驗(yàn)承載力損傷系數(shù)與文獻(xiàn)試驗(yàn)結(jié)果的比較情況．由圖6可見，本文試驗(yàn)承載力損傷系數(shù)與文獻(xiàn)試驗(yàn)結(jié)果規(guī)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(dāng)Te＝400℃時(shí)，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(dāng)Te＝600℃時(shí)，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?yàn)椋炷猎?00℃時(shí)凝膠部分分解，釋放出其中的層間水和結(jié)合水，凝膠孔中蒸汽壓力大幅增長(zhǎng)，擠壓周圍的水泥石，使水泥石骨料間的裂縫部分閉合，結(jié)果使微裂縫擴(kuò)展引起的混凝土劣化程度得到緩解，從而使該溫度段內(nèi)試件的極限承載力降低有限．600℃時(shí)，混凝土中裂縫的進(jìn)一步擴(kuò)展和水分的溢出及蒸發(fā)，使得試件的有效截面效應(yīng)減小，且混凝土組分也發(fā)生分解和變異，導(dǎo)致600℃時(shí)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(shù)EAT／EA可知，種降溫方式對(duì)有軸壓荷載試件軸壓剛度的影響規(guī)律為L(zhǎng)L＞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(dāng)，說明SL降溫方式對(duì)有軸壓荷載高溫后鋼筋混凝土軸壓剛度產(chǎn)生明顯不利影響，基本抵消了軸壓荷載對(duì)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(shí)軸壓荷載較Te＝400℃時(shí)對(duì)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(shí)高溫后鋼筋混凝土軸壓剛度損傷系數(shù)分別為0．548和0．129，說明溫度越高，SL降溫方式對(duì)高溫后軸壓剛度影響越顯著．為本文試驗(yàn)軸壓剛度損傷系數(shù)與文獻(xiàn)試驗(yàn)結(jié)果的比較情況．可見，本文試驗(yàn)結(jié)果與文獻(xiàn)的試驗(yàn)結(jié)果變化規(guī)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(shù)據(jù)可見，高溫后鋼筋混凝土軸壓剛度損傷系數(shù)明顯小于其承載力損傷系數(shù)，這說明高溫作用對(duì)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(jié)構(gòu)或構(gòu)件在承載力還未顯著下降時(shí)經(jīng)歷變形的能力．嘛尼吽系數(shù)是指在保持結(jié)構(gòu)或構(gòu)件基本承載能力的情況下，極限變形εu與初始屈服應(yīng)變?chǔ)舮的比值．本文取初始屈服應(yīng)變?chǔ)舮＝NuT／EAT，極限變形εu取為荷載－變形（N－ε）關(guān)系曲線峰值點(diǎn)的應(yīng)變（不包括降溫冷卻后的殘余變形）．種降溫方式對(duì)有軸壓荷載鋼筋混凝土嘛尼吽系數(shù)影響規(guī)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(duì)高溫后試件嘛尼吽產(chǎn)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(yàn)嘛尼吽系數(shù)與文獻(xiàn)試驗(yàn)結(jié)果的比較．可見，本文試驗(yàn)結(jié)果與文獻(xiàn)的試驗(yàn)結(jié)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(jīng)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(xiàn)的部分有軸壓荷載試件試驗(yàn)結(jié)果偏低．從數(shù)據(jù)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(jiān)獄