高溫對建筑混凝土材料抗震抗壓的作用及相關(guān)措施

李海艷

萬寧嘉德興盛建材有限責(zé)任公司 海南萬寧 571500

在一般情況下，混凝土材料具有較多優(yōu)勢，如價(jià)格低、抗震性能高、抗壓強(qiáng)度高等，因此該材料被廣泛應(yīng)用于土木工程。但結(jié)合以往施工經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在混凝土施工中，若溫度條件發(fā)生較大變化，則混凝土的性能質(zhì)量也會(huì)隨之變化，且混凝土出現(xiàn)裂縫的幾率上升?；诖耍旅婢蛯Ω邷貤l件下混凝土抗壓抗震性能的變化問題做具體。

1 高溫下混凝土結(jié)構(gòu)抗壓強(qiáng)度變化

按照一定標(biāo)準(zhǔn)選取適量的混凝土材料，將混凝土材料分別置于1200C、3800C、5900C以及7800C的溫度環(huán)境中，觀察混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度變化。為保證試驗(yàn)結(jié)果的客觀性與科學(xué)性，將每組材料的試驗(yàn)時(shí)間統(tǒng)一確定為8小時(shí)。并在完成高溫條件下的試驗(yàn)后將混凝土材料做自然冷卻處理，在這過程中也觀察混凝土材料性能質(zhì)量變化。

本次試驗(yàn)結(jié)果如下：在不同的溫度條件下，混凝土試件的破壞形態(tài)基本為縱向破壞。當(dāng)混凝土材料處于120攝氏度的溫度條件下時(shí)，混凝土受到的破壞程度類似于在普通情況下受到的破壞程度，且在荷載不斷增加的情況下，試件并沒有出現(xiàn)降低裂縫現(xiàn)象[1]。隨著應(yīng)力的增加，試件上開始出現(xiàn)斜裂縫，混凝土試件的承載力也隨之降低。當(dāng)混凝土材料處于380攝氏度以及590攝氏度這一溫度范圍內(nèi)時(shí)，混凝土試件的受破壞形態(tài)呈縱向分布，也是有斜裂縫開始出現(xiàn)，其隨著時(shí)間的推移，裂縫的寬度、深度均不斷增加。當(dāng)超過材料最大應(yīng)力時(shí)，開始出現(xiàn)貫通式斜裂縫，混凝土試件的承載力大大降低。當(dāng)混凝土試件處于780攝氏度的溫度條件下時(shí)，破壞速度、程度明顯加重，混凝土試件上出現(xiàn)許多裂縫，且裂縫數(shù)量隨時(shí)間的增加而增加。當(dāng)溫度應(yīng)力達(dá)到一定程度時(shí)，混凝土試件內(nèi)部開始出現(xiàn)貫通斜裂縫，混凝土承載力大大減小[2]。

2 高溫下混凝土材料抗震性能變化

為了了解高溫條件下混凝土材料的抗震性能會(huì)發(fā)生怎樣變化，模擬出一種靜力加載試驗(yàn)。采用位移計(jì)確定頂柱之外的位移以及柱底位移；采用MTS系統(tǒng)自動(dòng)獲取柱頂處加載力方向的水平位移。箍筋尺寸為2．5mm＊3mm；縱筋尺寸為4．5mm＊5mm。做好以上工作后，開始對混凝土材料進(jìn)行高溫試驗(yàn)，依舊將混凝土試件置于不同的溫度條件下，設(shè)置一定時(shí)間。觀察并分析混凝土材料的抗震性能會(huì)發(fā)生怎樣變化。從混凝土試件的骨架曲線中可以看出，當(dāng)軸壓比逐漸增大時(shí)，混凝土材料試件峰值荷載所引起的變形逐漸變小。當(dāng)混凝土試件受到的溫度不斷升高且軸壓比不斷增大的情況下，混凝土試件在極限值時(shí)的最大變形量減小，且骨架曲線的下滑速度加快。根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)可知，在高溫作用下，若混凝土試件的剪跨比不斷增加，試件的承載力會(huì)逐步減少。在軸壓比逐漸增大且外部溫度開始升高時(shí)，混凝土試件的延性減小，試件截面的轉(zhuǎn)動(dòng)能力減弱。在高溫條件下，混凝土試件的承載能力受軸壓影響，軸壓比上升時(shí)，試件承載能力會(huì)相應(yīng)減小，但當(dāng)軸壓比增加到一定程度時(shí)，試件承載能力將不再持續(xù)減弱[3]。

3 高溫對建筑混凝土材料抗震抗壓的作用分析

綜合以上分析可知，溫度是影響建筑混凝土材料抗震抗壓性能的重要因素，具體如：溫度會(huì)直接影響混凝土材料與混凝土試件的抗壓強(qiáng)度。當(dāng)混凝土試件守火溫度升高時(shí)，混凝土試件的強(qiáng)度會(huì)逐漸降低。但在一定溫度范圍內(nèi)，如當(dāng)溫度低于380攝氏度時(shí)，混凝土材料抗壓性能雖會(huì)有所變化但是變化不大；而當(dāng)溫度大于380攝氏度時(shí)，混凝土材料的抗壓性能會(huì)明顯減弱。除溫度影響混凝土材料抗壓性能外，材料受火后的冷卻處理也會(huì)對混凝土試件的抗壓強(qiáng)度產(chǎn)生一定影響。如在開始冷卻的最初3天，混凝土強(qiáng)度下降明顯；但隨著時(shí)間的延長，混凝土抗壓強(qiáng)度下降速度不但會(huì)減緩而且會(huì)呈現(xiàn)出一個(gè)上升趨勢。當(dāng)受到高溫的影響，且對混凝土試件做反復(fù)加載處理后，混凝土試件的破壞形態(tài)呈現(xiàn)出剪切型、脆性破壞特征。且在位移角超出一定范圍后，混凝土試件上會(huì)出現(xiàn)X裂縫，混凝土試件的抗震性能也隨之降低[4]。

4 結(jié)語

綜上所述，溫度是影響建筑混凝土材料抗震抗壓性能的重要因素，在高溫條件下，混凝土材料的抗壓強(qiáng)度、抗震性能明顯下降，混凝土出現(xiàn)裂縫的幾率上升。

為此，在建筑工程施工過程中，單位要能加強(qiáng)對溫度條件的控制與對混凝土材料的防護(hù)，最大限度降低溫度對混凝土材料的影響，確?；炷量箟嚎拐鹦阅苓_(dá)到工程施工要求。具體而言，在對溫度因素的控制方面，施工單位可采取以下措施：施工時(shí)利用冷水或冷氣進(jìn)行內(nèi)部降溫，有效降低混凝土內(nèi)外部溫差，防止裂縫產(chǎn)生。施工時(shí)采用分層、分塊澆筑的方式來減少混凝土內(nèi)部熱量聚集，促進(jìn)混凝土內(nèi)部熱量散發(fā)，降低溫度應(yīng)力，防止裂縫產(chǎn)生。進(jìn)行混凝土澆筑施工時(shí)，可根據(jù)工程實(shí)際情況預(yù)留出必要的溫度伸縮縫，利用溫度伸縮縫減少溫度應(yīng)力，降低混凝土裂縫出現(xiàn)幾率。施工結(jié)束后及時(shí)開展養(yǎng)護(hù)工作，在高溫條件下做好做好防曬措施，防止混凝土長期暴露在高溫環(huán)境中。最后，在開展相關(guān)混凝土澆筑、振搗等施工時(shí)，應(yīng)盡量避開高溫天氣，如果環(huán)境溫度過高，可通過必要的人工措施降低混凝土澆筑時(shí)的環(huán)境溫度。如通過預(yù)冷骨料的方式，有效降低澆筑時(shí)的溫度，確保混凝土性能質(zhì)量不會(huì)發(fā)生過大變化。