活性粉末混凝土的高温爆裂及其内部温度场的试验研究*刘红彬1，2鞠杨2，3孙华飞1刘金慧1王里1（1.中国矿业大学（北京）力学与建筑工程学院，北京100083；2.中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室，北京100083；3.中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，江苏徐州221008）摘要：利用自行设计的加温装置测试了高温条件下活性粉末混凝土（ＲPC）试件的爆裂行为和温度场分布特征。结果表明：采用加热速率为4.8℃/min，炉温为330℃时，ＲPC会发生爆裂。在ＲPC发生爆裂前，从试件角部到棱部、再到试件中心的位置，存在较明显的温度差异。通过分析ＲPC内部不同部位发生爆裂的临界温度与临界时间关系，建立了爆裂临界温度和时间、空间的计算模型。为进一步定量计算ＲPC内部温度应力，解释ＲPC高温爆裂机理提供了参考。关键词：活性粉末混凝土（ＲPC）；爆裂；温度场；高温DOI：10.13204/j．gyjz201411025EXPEＲIMENTONTHESPALLINGANDTEMPEＲATUＲEFIELDDISTＲIBUTIONOFＲEACTIVEPOWDEＲCONCＲETEUNDEＲHIGHTEMPEＲATUＲELiuHongbin1，2JuYang2，3SunHuafei1Liu激nhui1WangLi1（1．SchoolofMechanicsandCivilEngineering，ChinaUniversityofMiningandTechnology，Bei激ng100083，China；2．StateKeyLaboratoryofCoalＲesourcesandSafeMining，ChinaUniversityofMiningandTechnology，Bei激ng100083，China；3．StateKeyLaboratoryforGeomechanicsandDeepUndergroundEngineering，UniversityofMiningandTechnology，Xuzhou221008，China）Abstract：ThespallingbehaviourandthetemperaturefielddistributionofＲPCunderhightemperatureweretested．TheresultshowedthatthespallingofＲPCwouldoccurwhenfurnacetemperatereachedto330℃withtheheatingratebeing4.8℃/min．Beforetheexplosion，thetemperaturedifferencesweresignificantbetweenthecenterandcornerofspecimens．ThespallingcriticaltemperatureandtimeofＲPCwasanalysed，andthecalculationmodelofthespallingcriticaltemperatureandtimeaswellasspacewasestablishedThe．resultsprovidedthescientificbasisforthefurtherquantificationalcalculationoftheinternalthermalstressinＲPC，andtheinterpretationofspallingmechanism．Keywords：reactivepowderconcrete（ＲPC）；spalling；temperaturefield；hightemperature活性粉末混凝土（ＲeactivePowderConcrete，简称ＲPC）是20世纪90年代由法国研制的一种新型超高强度高性能混凝土，、具有较高的韧性抗压强度和优异的耐久性能，自问世以来便受到了学术界和工程界的高度关注，、、在桥隧市政交通和核能等领域得到了推广应用［1－6］。，然而研究发现高温下ＲPC呈现力学性能劣化甚至爆裂破坏现象，严重危害了如桥梁隧道、发射井、核安全壳等结构的安全。Tai等研究了准静态加载下经历高温后ＲPC残余强度，发现与室温相比，200～300℃时ＲPC残余强度增加，300℃后强度明显降低［7］。Schneider的试验结果表明：ＲPC在常温下性能较优越，但在火灾高126IndustrialConstructionVol.44，No.11，2014温下易发生爆裂［8］。郑文忠等研究了高温后ＲPC的抗拉强度，发现钢纤维率为0%和1%的ＲPC试件在300～400℃发生了爆裂［9］。刘红彬和鞠杨的研究表明，在加热速率为3℃/min的情况下，炉温在400℃左右时，ＲPC会发生爆裂［10－11］。因此，揭示高温作用下ＲPC性能劣化及爆裂机理，对于提高*教育部高等学校博士学科点专项科研基金（20110023110015）；国家杰出青年科学基金（51125017）；北京市教委共建项目资助。第一作者：刘红彬，男，1969年出生，博士，工程师。电子信箱：lhb@cumtb．edu．cn收稿日期：2014－06－15工业建筑2014年第44卷第11期ＲPC的抗爆裂能力和耐高温性能、保障建筑结构安全、推动ＲPC的工程应用具有重要意义。，，以往研究认为混凝土的爆裂机理主要有三种即热应力爆裂、、。其热开裂爆裂蒸汽压或孔压爆裂，，中热应力机理认为混凝土具有热惰性升温时内部热量传导不均产生温度梯度，混凝土内部产生热应，，力诱发热损伤当热应力随温度升高达到...