碳纤维增强复合材料约束高温损伤高强混凝土轴压力学性能的试验研究.docx

碳纤维增强复合材料约束高温损伤高强混凝土轴压力学性能的试验研究
一、引言
高强混凝土是一种结构性材料，它具有优异的力学性能和耐久性，是建筑工程、桥梁、隧道、水利水电等方面的主要材料。但是，在高温环境下，高强混凝土的性能不仅会受到损伤，还会对其力学性能产生不利影响。而碳纤维增强复合材料已被广泛应用于结构加固和修复等领域，因其高强度、高刚度和良好的耐久性等优点。因此，本文旨在研究碳纤维增强复合材料对高强混凝土在高温环境下的轴压力学性能的影响，以期提高高强混凝土在高温环境下的稳定性能。
二、实验设计
1.材料准备
本次实验所采用的高强混凝土为水化硅酸盐水泥混凝土和石英砂混合料，其配合比为1:2.5:2.5，水胶比0.4。碳纤维增强复合材料为常规碳纤维网格，规格为1mm×1mm，热塑性树脂基质。试件尺寸为100mm×100mm×200mm。
2.实验方法
实验设定两组试验：组一为不加材料，组二为加入碳纤维增强复合材料。两组试验均在800℃、900℃、1000℃三个温度下进行，每个温度下分为两个试验，每个试验进行三次重复。
试验过程中，采用了静载荷试验方法，试件中心用稳定钢管加压形成均匀压力，通过荷载-位移曲线计算出试件的压缩强度。每个温度下，当试件压缩强度降低到原强度的70%时，便停止试验。
三、实验结果与分析
对于组一，试验结果显示，随着温度升高，高强混凝土的压缩强度出现了明显的下降，这是由于热膨胀和水化反应的加速引起的。当温度达到1000℃时，高强混凝土的压缩强度降至原强度的50%以下。
对于组二，加入碳纤维增强复合材料可以有效地约束高温对高强混凝土的损伤。试验结果显示，同一温度下，加入碳纤维增强复合材料的试件的压缩强度均高于未加材料的试件。当温度达到1000℃时，加入材料的试件压缩强度的回弹率高于未加任何材料的试件约10%。
四、结论
本文研究表明，碳纤维增强复合材料可以有效地约束高温对高强混凝土的损伤。随着温度升高，高强混凝土的力学性能会受到破坏，而加入材料可以提高其稳定性和回弹性能。在实际应用中，可以采用碳纤维增强复合材料增强高强混凝土结构，以提高其在高温环境下的安全性能。