高温下及高温冷却后混凝土力学性能的试验研究_王孔藩

混凝土在高温下的力学性能试验研究一、引言混凝土是建筑工程中广泛使用的材料之一，其力学性能对于工程结构的安全性和耐久性具有重要影响。

然而，在高温环境下，混凝土的力学性能会受到不同程度的影响，因此对于混凝土在高温环境下的力学性能进行研究具有重要意义。

二、混凝土在高温下的力学性能研究现状1. 前人研究成果早在20世纪60年代，国内外学者就开始研究混凝土在高温下的力学性能。

国内外学者通过实验研究发现，混凝土在高温下强度下降、变形增加、裂缝产生等现象。

其中，温度和载荷是影响混凝土力学性能的两个主要因素。

2. 目前研究热点近年来，随着科技的不断进步，越来越多的学者开始关注混凝土在高温下的力学性能。

目前研究的热点主要包括混凝土在高温下的应力-应变关系、裂缝形态和损伤演化、混凝土的热膨胀系数等方面。

三、混凝土在高温下的力学性能试验研究1. 实验材料本研究采用的混凝土配合比为：水泥、砂、石子的配合比为1：2.5：3.5，水灰比为0.4。

2. 实验方法（1）试件制备：将混凝土配料均匀搅拌，制备成标准试件。

（2）试件加热：将试件放入高温炉中，升温速率为5℃/min，直至达到目标温度（800℃）。

（3）试件冷却：将试件从高温炉中取出，自然冷却至室温。

（4）试件测试：采用万能试验机对试件进行拉伸试验，记录试件的应力-应变曲线。

3. 实验结果实验结果表明，在高温下，混凝土的强度明显下降，变形明显增加。

在试件加热至800℃时，混凝土的强度降低了约70%，变形量增加了约50%。

四、混凝土在高温下的力学性能影响因素1. 温度温度是影响混凝土在高温下力学性能的主要因素。

当温度升高时，混凝土中的水分分解产生蒸汽，导致混凝土内部产生压力，最终导致混凝土破裂。

2. 载荷载荷也是影响混凝土在高温下力学性能的重要因素。

当混凝土承受较大载荷时，其在高温下的强度和变形量都将增加，可能导致混凝土破裂。

3. 混凝土配合比混凝土的配合比也会影响其在高温下的力学性能。

高温环境下混凝土结构性能研究一、引言混凝土是一种广泛应用于建筑行业的常见材料，它在各种建筑结构中起着关键作用。

然而，在高温环境下，混凝土的性能会受到很大的影响。

因此，对于高温环境下混凝土结构性能的研究显得十分重要。

本文将探讨高温环境对混凝土的影响及相关的研究进展。

二、高温环境对混凝土的影响1. 抗压强度下降在高温环境下，混凝土会发生显著的强度下降。

这是因为高温会导致混凝土内部水分蒸发，形成微观孔隙，从而削弱了其内部的连接力。

因此，混凝土在高温环境下的承载能力大大降低。

2. 开裂和破坏高温环境会导致混凝土内部的水分快速蒸发，从而引发开裂和破坏。

由于温度变化引起的热胀冷缩不均匀性，混凝土结构很容易发生温度应力过大造成的开裂和破坏。

这不仅会影响混凝土的力学性能，还会对整个结构的稳定性和安全性产生重大影响。

3. 微观结构变化高温环境会导致混凝土中的孔隙结构发生变化，从而影响其微观结构。

具体而言，高温热胀冷缩会使孔隙增大或形成新的孔隙，这使得混凝土内部的微观结构变得松散，并进一步削弱了材料的力学性能。

因此，高温环境下混凝土的表观密度和孔隙率都会发生变化。

三、高温环境下混凝土结构性能研究的进展为了探究高温环境下混凝土的结构性能变化规律，研究者们进行了大量的研究工作。

以下是一些主要的研究进展：1. 热循环试验利用热循环试验可以模拟混凝土在高温环境下的变化过程。

这种试验方法通常是将混凝土样品放入高温炉中进行加热，然后再迅速冷却。

通过观察混凝土在热循环过程中的强度变化，可以了解到高温环境对混凝土的影响程度。

2. 材料改性研究者们通过添加一些改性材料，如纤维材料和化学外加剂，来提高混凝土的高温抗性。

这些改性材料可以在高温环境中提供更好的力学性能和热稳定性，从而增强混凝土的抗压强度和抗裂性能。

3. 数值模拟利用数值模拟方法，研究者们可以模拟混凝土在高温环境下的应力应变分布和热传导过程。

通过模拟分析，可以预测混凝土结构在高温条件下的破坏模式和破坏机理，为混凝土结构的设计和改进提供科学依据。

高温工况下混凝土材料的力学性能研究高温工况下混凝土材料的力学性能一直是工程建设中的重要问题之一。

高温环境对混凝土的力学性能会产生严重的影响，包括强度、韧性和变形能力等方面。

因此，研究混凝土材料在高温下的力学性能，对于提高工程的耐火性能和安全性具有重要的意义。

首先，高温环境下混凝土的强度会明显下降。

高温会导致混凝土中的水分蒸发，使得水泥基材料的颗粒之间的接触变差，进而导致强度的降低。

此外，高温还会引起混凝土的微裂纹，进一步破坏其内部的结构，使得混凝土材料更加脆弱。

因此，选择适当的配合比和添加掺合料等添加剂，能够有效地提高混凝土的抗压强度和抗拉强度。

其次，高温工况下混凝土材料的韧性也会受到一定程度的影响。

在高温下，混凝土的韧性主要取决于水泥基材料的抗裂性能。

高温引起的温度梯度和热应力会造成混凝土内部的热变形，进而引起裂缝的产生和扩展。

这些裂缝会进一步导致混凝土的韧性降低。

因此，在设计混凝土结构时，应考虑到高温下混凝土的韧性问题，并采取一些措施来降低温度应力的影响，比如使用合适的温度控制措施和增加混凝土的抗裂性能。

此外，在高温环境下，混凝土材料的变形能力也会受到一定的限制。

高温会引起混凝土的膨胀和收缩，使得其变形能力减小。

而且，高温还会导致混凝土发生龟裂、剥落和表面层剥落等现象，使得混凝土的耐久性降低。

因此，为了提高混凝土的变形能力，可以采取措施如在混凝土中添加纤维掺合剂，以增强其变形能力。

在研究高温工况下混凝土材料的力学性能时，还需要考虑温度梯度对混凝土结构的影响。

温度梯度会导致混凝土结构发生膨胀和收缩，产生应力，从而影响混凝土结构的力学性能。

因此，在混凝土结构的设计中，应合理考虑温度梯度对结构的影响，并采取措施来减小应力的影响，保证结构的安全性。

综上所述，高温工况下混凝土材料的力学性能研究具有重要的意义。

通过研究混凝土在高温环境下的强度、韧性和变形能力等方面的变化规律，能够为工程建设提供可靠的参考和依据。

高温下和高温后混凝土力学性能的研究进展刘威【摘要】从混凝土高温下和高温后两方面出发,分析了混凝土结构高温下的静、动态力学性能,并探讨了高温后混凝土结构在单轴压缩、三轴压缩、劈裂拉伸三种形式下的力学性能规律,总结了国内外关于高温下和高温后混凝土力学性能的研究进展,并对我国混凝土结构抗火设计发展方向进行了展望.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2016(042)021【总页数】3页(P61-63)【关键词】混凝土;高温;力学性能;单轴压缩;三轴压缩;劈裂拉伸【作者】刘威【作者单位】宁波大学建筑工程与环境学院,浙江宁波315211【正文语种】中文【中图分类】TU528混凝土是世界上应用最广泛的建筑材料之一，而火灾是自然界中发生频率最高、损失最严重的灾害之一[1]。

我国每年遭受火灾影响的建筑物数量巨大，火灾会导致混凝土结构的受力性能和耐久性能发生劣化。

一方面火灾虽然会引起混凝土建筑物垮塌，但概率较小；另一方面对于受火后未发生垮塌的建筑物，绝大多数都要进行损伤评定和修复。

混凝土结构在高温的同时还可能会受到荷载的耦合作用，这对于混凝土材料的安全性能产生极大考验；火灾后，混凝土的力学特性也会发生明显变化。

因此研究高温下和高温后混凝土的力学性能对建筑物安全保障以及生产安全保障有着极其重要的意义。

国外学者W.Nechnech等人[2]早在2002年就定义了温度损伤变量，提出了一种素混凝土高温下弹塑性损伤模型，为高温下混凝土的力学性能研究提供了理论基础。

随后丁发兴,余志武等[3]通过对高温下不同强度等级的混凝土单轴压缩下的力学性能试验进行总结得出：高温下混凝土的单轴抗压强度及弹性模量均随温度的升高而降低，且弹性模量降低幅度更大，而峰值应变逐渐增大，且在同等温度下混凝土强度等级越高其单轴压缩下的峰值应变越大。

罗迎社[4]对C35混凝土试件在不同温度下进行了单轴压缩试验表明：混凝土单轴抗压强度在250 ℃作用下基本与常温下一致，即100%，在450 ℃作用下强度下降至75%，650 ℃作用下强度下降至45%，850 ℃作用下强度下降至15%，承载能力基本丧失。

高温下混凝土材料力学性能实验研究一、研究背景混凝土是建筑工程中广泛使用的一种材料，其力学性能对于工程的安全和耐久性至关重要。

然而，在高温环境下，混凝土的力学性能会发生变化，因此需要对其在高温下的力学性能进行研究。

二、研究目的本研究旨在探究高温下混凝土的力学性能变化规律，为工程设计和施工提供参考。

三、研究方法1.材料准备选取普通混凝土作为研究对象，按照标准配合比制备混凝土试块。

试块尺寸为150mm×150mm×150mm。

2.试验设备试验设备包括高温炉、电子万能试验机、测温仪等。

3.试验流程将制备好的混凝土试块放置在高温炉中，升温速率为10℃/min，升温温度分别为200℃、400℃、600℃、800℃、1000℃、1200℃。

在每个温度下，取出试块进行压缩试验和弯曲试验，并记录试块的温度。

四、试验结果分析1.压缩强度试验结果表明，随着温度的升高，混凝土的压缩强度逐渐下降。

在200℃以下，混凝土的压缩强度基本不变，但在400℃以上，压缩强度急剧下降。

在1200℃下，混凝土的压缩强度仅为原来的1/10左右。

2.弯曲强度试验结果表明，随着温度的升高，混凝土的弯曲强度也逐渐下降。

在200℃以下，混凝土的弯曲强度基本不变，但在400℃以上，弯曲强度急剧下降。

在1200℃下，混凝土的弯曲强度仅为原来的1/20左右。

3.温度影响试验结果表明，混凝土的力学性能与温度密切相关。

在200℃以下，混凝土的力学性能基本不受温度的影响，但在400℃以上，温度对混凝土的力学性能影响明显。

五、结论高温下混凝土的力学性能会发生明显的变化，随着温度的升高，混凝土的力学性能逐渐下降。

在400℃以上，混凝土的力学性能急剧下降，特别是弯曲强度下降更为明显。

因此，在工程设计和施工中，应考虑高温环境对混凝土的影响，采取相应的措施保证工程的安全和耐久性。

混凝土在高温环境下的性能研究一、研究背景混凝土在建筑工程中有着广泛的应用，但在高温环境下，其力学性能会发生变化，从而影响结构的安全性。

因此，研究混凝土在高温环境下的性能变化规律，对于提高建筑结构的抗火能力和安全性具有重要意义。

二、高温环境下混凝土的性能变化及原因1. 抗压强度在高温环境下，混凝土的抗压强度会发生变化，一般来说，随着温度升高，混凝土的抗压强度会下降。

这是因为高温会导致混凝土中的水分蒸发，从而导致混凝土中的孔隙率增大，进一步导致混凝土的强度下降。

2. 抗拉强度在高温环境下，混凝土的抗拉强度也会发生变化。

通常情况下，随着温度升高，混凝土的抗拉强度会下降。

这是因为高温会导致混凝土中的水分蒸发，从而导致混凝土中的孔隙率增大，进一步导致混凝土的强度下降。

3. 动弹性模量在高温环境下，混凝土的动弹性模量也会发生变化，一般来说，随着温度升高，混凝土的动弹性模量会下降。

这是因为高温会导致混凝土中的水分蒸发，从而导致混凝土中的孔隙率增大，进一步导致混凝土的强度下降。

4. 热膨胀系数在高温环境下，混凝土的热膨胀系数也会发生变化，一般来说，随着温度升高，混凝土的热膨胀系数会增大。

这是因为高温会导致混凝土中的水分蒸发，从而导致混凝土中的孔隙率增大，进一步导致混凝土的膨胀系数增大。

三、混凝土在高温环境下的改性措施1. 添加纤维材料纤维材料的加入可以改善混凝土的高温性能，提高混凝土的抗拉强度和抗裂性能。

常用的纤维材料包括聚丙烯纤维、碳纤维等。

2. 添加微观材料微观材料的加入可以填充混凝土中的孔隙，减少混凝土中的孔隙率，从而提高混凝土的密实性和强度。

常用的微观材料包括硅灰石粉、硅酸盐粉等。

3. 添加阻燃剂阻燃剂的加入可以提高混凝土的防火性能，减缓混凝土在高温环境下的性能变化。

常用的阻燃剂包括红磷、氧化铝等。

四、混凝土在高温环境下的试验方法1. 抗压强度试验抗压强度试验是评价混凝土高温性能的重要手段之一。

试验方法是将混凝土样本放入高温炉中，加热至一定温度后，取出样本进行试验。

混凝土结构在高温下的力学特性研究混凝土结构在高温下的力学特性研究摘要：本文对混凝土在高温下的力学特性进行研究。

首先介绍了混凝土在高温下的基本特性，包括温度对混凝土的化学反应、物理性质和力学性能的影响。

接着分别从强度、变形和裂缝三个方面探讨了混凝土在高温下的力学特性。

最后，提出了加强混凝土结构在高温下的防火措施，包括加强防火设计、选用合适的混凝土材料、增加防火涂层等。

关键词：混凝土；高温；力学特性；防火措施1. 引言混凝土是建筑工程中常用的一种材料，广泛应用于建筑、道路、桥梁等领域。

然而，在火灾等高温环境中，混凝土结构容易发生破坏，严重影响建筑物的安全性。

因此，研究混凝土在高温下的力学特性对于加强建筑物的防火措施具有重要的意义。

2. 混凝土在高温下的基本特性2.1 温度对混凝土的化学反应的影响混凝土中的水分、氢氧化钙、氢氧化铝等成分会在高温下发生一系列化学反应，导致混凝土的物理性质和力学性能发生变化。

例如，水分在高温下会蒸发，导致混凝土的体积缩小；氢氧化钙和氢氧化铝分解会产生膨胀的气体，加剧混凝土的破坏程度。

2.2 温度对混凝土的物理性质的影响温度的升高会导致混凝土中的水分蒸发，从而减少混凝土的含水量和体积。

同时，温度的升高会导致混凝土中的孔隙率增加，从而降低混凝土的密度和强度。

此外，温度的升高还会导致混凝土中的钢筋和混凝土产生热膨胀不一致的现象，从而导致混凝土的裂缝和破坏。

2.3 温度对混凝土的力学性能的影响温度的升高会导致混凝土的强度和刚度降低，从而降低混凝土的承载能力。

同时，温度的升高会导致混凝土的变形增大，从而导致混凝土的破坏。

此外，温度的升高还会导致混凝土的断裂韧性降低，从而加剧混凝土的破坏程度。

3. 混凝土在高温下的力学特性3.1 强度混凝土在高温下的强度会随着温度的升高而降低。

当温度达到一定程度时，混凝土的强度会急剧下降，直至完全失去承载能力。

温度对混凝土强度的影响与混凝土的配合比、水灰比、强度等级等因素有关。

混凝土结构在高温环境下的性能变化研究混凝土结构的性能在高温环境下发生了显著的变化，这限制了混凝土在高温环境下的应用范围。

因此，对混凝土结构在高温环境下的性能变化进行研究具有重要的理论和实际意义。

本文将重点介绍混凝土结构在高温环境下的性能变化及其原因，并探讨相应的改善方法。

首先，混凝土结构在高温环境下的强度明显下降。

高温使水泥水化速度加快，导致混凝土早期强度明显提高。

然而，随着温度的升高，混凝土内部的水分蒸发，引起众多微小空洞的形成，从而降低混凝土的强度。

此外，高温还会引起混凝土内部水化产物的脱水反应，使得混凝土的强度进一步下降。

因此，在高温环境下，混凝土结构的承载能力会显著降低。

其次，混凝土结构在高温环境下的抗裂性能减弱。

高温会导致水泥胶石反应加速，引起混凝土收缩，从而使得混凝土内部产生裂缝。

此外，高温还会引起混凝土的脱水反应，使得混凝土产生更多的裂缝。

这些裂缝的存在会进一步削弱混凝土结构的抗裂性能，可能导致混凝土结构的破坏。

此外，高温环境下，混凝土结构的耐久性也会受到一定的影响。

高温使得混凝土内部的饱和度降低，导致混凝土内部干燥。

而干燥的混凝土容易引起龟裂，导致混凝土的剥落和脱落。

此外，高温还会引起混凝土中冷却剂的脱硫反应，使得混凝土结构失去保护层，进一步影响混凝土结构的耐久性。

针对混凝土结构在高温环境下的性能变化，可以采取一系列措施来改善混凝土结构的性能。

首先，可以通过添加适量的纤维材料来提高混凝土的抗裂性能。

纤维材料可以有效分散应力，减少裂缝的形成和扩展，从而提高混凝土的抗裂性能。

其次，可以采用陶粒补强技术来提高混凝土的强度。

陶粒补强技术可以增加混凝土的劈裂强度和拉伸强度，从而提高混凝土的整体强度。

另外，可以使用含有氧化硅或氧化氮等化学物质的抗热剂来减少混凝土的温度升高。

这些化学物质可以吸收和分散热量，减缓混凝土的温度升高速度，从而降低混凝土的内部应力。

此外，还可以采用冷却剂来降低混凝土的温度。