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1、高强高性能混凝土的耐火性能（；大学）摘要：本文对比了高强高性能混凝土和普通混凝土在火灾下的不同行为,介绍了高强高性能混凝土火灾下的特性,探讨了其在高温下的破坏机理。介绍了提高高强高性能混凝土火灾下性能的措施和火灾后的维修，以及影响高强高性能混凝土在高温下爆裂的因素和高强高性能混凝土的耐火极限和耐久性。关键字：高强高性能混凝土；爆裂；火灾；耐热性能；耐火极限Abstract：Thispapercomparesthedifferentbehaviorofhighperformanceconcreteandordinaryconcreteunderfire,the
2、characteristicsofhighperformanceconcretefire,toinvestigatethefailuremechanismathightemperatures.Toimprovetheperformanceofhighperformanceconcreteunderfireafterthemaintenanceofthemeasuresandfire,aswellastheimpactofhigh-strengthhigh-performanceconcreteathightemperatureburstfactorsandh
3、ighperformanceconcrete,fireresistanceanddurability.Keywords:highstrengthandhighperformanceconcrete;burst;fire;thermalproperties;fireresistance1、前言混凝土是世界上最常用的建筑材料,混凝土的组成成分一般包括水泥、水、粗细骨料和其它的必要的添加材料。作为一种建筑材料,其强度指标是混凝土使用性能中最为重要的指标。自1824年波特兰水泥的发明以来,混凝土的强度自20世纪初大约14MPa,直到今天,140MPa强度的混凝土已在
4、工程上得到应用。同时,具有高强度、良好工作性能和耐久性能的高性能混凝土也日益广泛地应用于工程实践。另一方面,混凝土作为结构材料必须能够承担在结构使用期限中可能出现地各类荷载,包括静力、动力和火灾等外荷载。尤其是随着城市化进程的发展,现代化建筑的层数越来越高、跨度越来越大、功能越来越复杂,这就给建筑火灾的扑救带来了极大的困难,因而提高建筑物的抗火能力是建筑结构设计中必须考虑的问题。高强高性能混凝土是美国工程技术界在90年代初首先提出的概念并发展起来的，其基础要求是混凝土具有良好的耐久性、工作性和强度，目前已越来越多地应用于实际工程。但是对于必须具有一定抗火要求
5、的结构，高性能混凝土的应用却受到限制。主要原因在于高性能混凝土的低渗透性，在加热到300℃左右，往往会发生爆裂，导致混凝土保护层的爆裂性破坏，是钢筋暴露于火中，从而使混凝土结构耐火时间大大缩短。有关高性能混凝土的耐火极限，一直是工程界关注的热点。2、高强高性能混凝土在火灾下的力学性能混凝土强度和性能的提高是通过调整混凝土配合比,以及调整混凝土从搅拌、浇捣倒养护等生产过程的方法而得以实现的。其中,通过减少水灰比、采用高效减水剂、采用各种添加剂来提高水泥浆的密实度、减少其孔隙、使水泥浆和粗骨料有更好的粘结性能是主要的方法。所以高强高性能混凝土比普通混凝土有更好的
6、密实性、更低的渗透性。高强高性能混凝土在微观结构上的这些改进,不但影响了高强高性能混凝土在常温下的性能,而且还影响了高强高性能混凝土在高温下的性能。2.1火灾下混凝土的性能混凝土在火灾作用下,其内部的温度逐步升高,混凝土在升温过程中内部结构出现了一系列的物理、化学反应,使混凝土在高温下逐步丧失强度或出现爆裂现象使承载能力下降,最终无法继续承受荷载而崩溃。其过程大置可概括如下:混凝土开始升温到100℃左右时,水泥砂浆和骨料中的自由水分逐步蒸发排出。在180℃左右时,水泥凝胶体开始出现脱水反应,原来以化学形式存在的水分开始得到释放和蒸发。随着水分的逐渐蒸发,伴随
7、着凝胶体结构的持续崩塌,毛细孔的平均体积、表面积和孔隙率开始增加。当温度达到500℃左右时,水泥砂浆块中的氢氧化钙开始出现分解。硅酸盐类粗骨料在570℃左右时出现晶体转化,并伴随着明显的热膨胀。在700℃左右时,水泥砂浆块中水化硅酸盐钙开始分解。在温度达到800℃左右时,混凝土中碳酸盐类粗骨料开始出现脱碳,并拌随着一定数量的二氧化碳气体排出。在温度达到1150-1200℃左右时水泥砂浆和骨料开始熔化。与此可见,混凝土在升温过程中,水泥砂浆的脱水反应使其孔隙率增加、微裂缝逐步发展、强度逐步削弱;水泥砂浆和粗骨料的热变形的存在着差异,使两者间的粘结也逐步受到损伤
8、和破坏;粗骨料在高温下的转化和分解,使混凝土性能进一
