浅议高温作用下钢筋混凝土材料性能

1、浅议高温作用下钢筋混凝土材料性能摘要：在高温作用下，钢筋混凝土各成分之间会 发生一系列的物理和化学变化，与常温下钢筋混凝土中钢筋 和混凝土的热工性能和力学性能相比，两者之间存在不可忽 略的的差异，故有必要对高温作用下钢筋混凝土材料的性能 进行研究分析关键词：钢筋混凝土，高温下，材料性能。中图分类号：tu37文献标识码：a文章编号：1引言钢筋混凝土是一种复合材料，是由固、液、气三相构成 的非匀质组合材料，在高温作用下，各成分之间会发生一系 列的物理和化学变化，进而影响到钢筋混凝土中钢筋和混凝 土的热工性能和力学性能，为了之后分析火灾作用下钢筋混 凝土构件的承载力，有必要先了解钢筋和混凝土在高温作

2、用 下的热工性能和力学性能。2混凝土2. 1高温作用下混凝土的热工性能混凝土的热工性能直接影响混凝土结构在高温下的传 热过程和温度场的分布，混凝土的热工性能指标主要包括热 传导系数c、热容（比热）cc、质量密度c和热膨胀系数c。（1）热传导系数混凝土的热传导系数取决于它的各组分的热传导系数， 主要的影响因素有骨料类型、水分含量以及混凝土的配合 比。实验结果表明，在温度为700以下时，热传导系数随着 温度的升高接近于线性减小。(2) 热容cc热容是指单位质量的物体温度升高一度时所需的热量， 单位为。骨料类型、配合比和水分为混凝土的热容主要影响 因素。一般来说，随着温度的升高，混凝土的热容有逐渐增

3、大 的趋势。(3) 质量密度c ()质量密度c是指单位体积的物体的质量，单位。混凝土 构件一般长时间放置在自然环境中，水分蒸发较快，可以忽 略水分对混凝土质量密度的影响。可以将c看作常数2400 o(4) 热膨胀系数c混凝土的热膨胀系数是指温度升高一度时物体单位长 度的伸长量，单位是。混凝土为热惰性材料，在同一个截面上，混凝土构件的 温度由表面到内部分布不均匀，存在温差，而且沿混凝土试 件的轴线方向，温度分布也不均匀，因此由温度产生的膨胀 变形并不是均匀的，试件的实际伸长量是平均膨胀变形的结 果。影响混凝土热膨胀系数的因素有：骨料类型、试件尺寸 大小、加热速率、试件密封与否等外部因素。2. 2

4、高温作用下混凝土的力学性能影响高温下混凝土力学性能的主要因素：抗压强度、抗 拉强度、弹性模量、应力应变关系、混凝土自由膨胀应变、 瞬态热应变、短期高温徐变等。(1) 抗压强度混凝土构件作为一种受力试件，其中抗压强度是混凝上 最基本、最重要的指标，升降温后导致混凝土强度有不同程 度的降低。文献3给出了高温下混凝土的抗压强度与温度的关系 式：式中feu常温下的混凝土立方体抗压强度feut高温下的混凝土立方体抗压强度t 温度0(2) 抗拉强度在一般设计中，忽略混凝土的抗拉强度对于构件受力的 影响是偏于安全的，但在研究中还是要考虑抗拉强度的影 响。大量实验结果表明：混凝土的抗拉强度随温度升高而逐 渐降低。(3) 弹性模量随着温度的变化，混凝土内各种成分发生不同的物理和 化学变化，整体上来说，混凝土的弹性模量随着温度的升高 是逐渐降低的。(4)应力一应变关系混凝土是一种热惰性材料，高温对混凝土的损伤程度小 于高温对传热较快材料的损伤程度。大量实验结果表明：随 着温度的升高，混凝土的应力-应变曲线变化规律基本一致, 但随温度的升高，峰值应力减小，峰值应变增大。应力峰值 后，曲线变得平缓，变形较大。3钢筋3. 1高温作用下钢筋的热工性能国内外大量实验结果表明，各