高温下超高性能纤维混凝土细观力学研究

The study of damage mechanism of ultra high performance fiber reinforced concrete (UHPFRC) at high temperature is the prerequisite of fire resistance design of UHPFRC structure.The damage of UHPFRC at high temperature takes place at micro, meso and macro scale，respectively. The damages at different scales influence with each other, and determine the performance of UHPFRC structure at high temperature. ..Based on the study of microstructure deterioration of cementitious material at high temperature，this project plans to study the damage mechanism of UHPFRC at meso scale. A numerical model on the fire damage of meso structure of UHPFRC is proposed. Firstly, the damage mechanism of UHPFRC at meso scale is studied and simulated. Secondly, based on these simulation results, macro mechanical property and gas permeability of UHPFRC are predicted. By using meso scale modeling, the effects of binder mixture, polypropylene fiber and steel fiber on the damage of UHPFRC at high temperature are investigated...This project gives a finer characterization of the damage mechanism of UHPFRC at meso scale, and provides a foundation of fire resistance design of UHPFRC structure

对超高性能纤维混凝土（UHPFRC）高温下损伤机理的研究是UHPFRC结构抗火设计的前提之一。高温下的UHPFRC损伤过程在微观、细观、宏观三个尺度上同时发生。这三个尺度上的损伤机理相互影响，从而决定了结构的服役性能。..本项目拟基于申请人在水泥基材料微观结构高温损伤既有研究的基础上，进而研究UHPFRC细观尺度上的损伤机理，提出高温下UHPFRC细观损伤数值模型。首先，拟研究UHPFRC细观结构的高温损伤机理，进行细观结构损伤破坏的数值模拟；其次，据此损伤后的细观结构，运用数值模拟方法预测过火后UHPFRC材料宏观的力学性能与渗透性能；并运用此模型分析UHPFRC基体配比、聚丙烯纤维、钢纤维等对UHPFRC高温损伤的影响。..本项目研究旨在更加精细地描述UHPFRC细观尺度上的高温损伤机理，为UHPFRC结构抗火设计提供依据。

对高性能纤维混凝土高温下损伤机理的研究是提高结构抗火设计的重要前提。高温下高性能纤维混凝土损伤过程在微观、细观、宏观三个尺度上同时发生。这三个尺度上的损伤机理相互影响，从而决定了结构的服役性能。本项目主要研究高性能纤维混凝土在高温作用下细观尺度上的损伤机理，研究基体材料在高温作用下的微结构变化，进而进行细观结构损伤破坏的数值模拟；针对普通硅酸盐胶凝体系高温下微结构不稳地这一特征，发展新型铝酸盐—硅酸盐混合抗火胶凝体系。研究结果不但有助于深入认识混凝土材料高温破坏的微观机制，也有望为制备新型高性能防火耐高温结构材料提供技术基础。