高溫后高強(qiáng)混凝土受壓疲勞過(guò)程中細(xì)微觀演化機(jī)理研究材料學(xué)專業(yè)VIP

1、第1章 緒論1.1 前言高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)有時(shí)會(huì)遭受火災(zāi)或經(jīng)歷其他原因引起的高溫歷程，也會(huì)遭受地震、車輛、風(fēng)浪等循環(huán)荷載的作用?？梢?，高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)可能會(huì)經(jīng)歷高溫、疲勞等綜合工況，這都會(huì)給混凝土結(jié)構(gòu)造成損傷。這些損傷不僅是在宏觀層面上，也存在于細(xì)微觀層面，而且細(xì)微觀結(jié)構(gòu)損傷是宏觀損傷的根本原因。到目前為止，關(guān)于高強(qiáng)混凝土的研究主要集中于高溫或疲勞損傷的單因素作用，但對(duì)高強(qiáng)混凝土高溫、疲勞荷載綜合工況下細(xì)微觀結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律尚缺乏研究。因此本文對(duì)國(guó)內(nèi)外有關(guān)高溫后高強(qiáng)混凝土疲勞性能的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述，并對(duì)不同加熱溫度與恒溫時(shí)間后高強(qiáng)混凝土疲勞損傷過(guò)程中細(xì)微觀結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律進(jìn)行了研究，進(jìn)一步揭示了高溫與

2、疲勞荷載綜合工況下高強(qiáng)混凝土內(nèi)部細(xì)微觀結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)演化過(guò)程及損傷機(jī)理。對(duì)疲勞過(guò)程中細(xì)微觀參數(shù)與疲勞循環(huán)次數(shù)的相關(guān)性進(jìn)行了分析，在相關(guān)性良好的基礎(chǔ)上建立了疲勞損傷與細(xì)微觀參數(shù)之間的關(guān)系模型。結(jié)合已有研究，建立了溫度歷程-疲勞損傷-細(xì)微觀參數(shù)的關(guān)系模型。形成研究混凝土材料溫度歷程、疲勞損傷及細(xì)微觀結(jié)構(gòu)之間關(guān)系的科學(xué)方法，研究結(jié)果為遭受火災(zāi)或經(jīng)其他高溫歷程的混凝土結(jié)構(gòu)的無(wú)損檢測(cè)、疲勞損傷分析及結(jié)構(gòu)評(píng)估提供參考。1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述1.2.1 高溫后混凝土疲勞性能研究現(xiàn)狀到目前為止，學(xué)者們對(duì)普通混凝土疲勞損傷的研究已比較深入1-3，但對(duì)高溫后混凝土的疲勞損傷研究不多。周新剛4對(duì)高溫后普通混凝土的軸

3、壓疲勞進(jìn)行了試驗(yàn)研究，指出混凝土在200和300加溫后循環(huán)加載，承載力會(huì)進(jìn)一步的下降，而且承受循環(huán)荷載的能力非常有限。呂培印等5進(jìn)行了不同溫度下混凝土在等幅循環(huán)荷載作用下的抗拉疲勞試驗(yàn)研究，分析了不同溫度下混凝土抗拉疲勞強(qiáng)度、剛度等的變化規(guī)律，建立了考慮溫度影響的疲勞統(tǒng)一方程，并將常溫下的混凝土疲勞性能試驗(yàn)結(jié)果同其他研究者的結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，給出了縱向總應(yīng)變、割線模量的經(jīng)驗(yàn)公式及其第二階段總應(yīng)變?cè)鲩L(zhǎng)率、割線模量衰減率分別與疲勞循環(huán)次數(shù)的關(guān)系式。李敏等6對(duì)受火后的混凝土試件進(jìn)行了抗壓、抗折和劈裂抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)，討論了溫度、強(qiáng)度等級(jí)、含水量等因素對(duì)混凝土力學(xué)性能的影響。指出在600前混凝土的抗壓強(qiáng)度下

4、降不多，試件的含水率越高，相對(duì)殘余抗壓強(qiáng)度越低。另外采用超聲波波速法和質(zhì)量損失法對(duì)火災(zāi)高溫后混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化進(jìn)行了探討。高海靜7對(duì)經(jīng)不同高溫歷程后高強(qiáng)混凝土的力學(xué)性能及疲勞損傷進(jìn)行了試驗(yàn)研究，指出經(jīng)不同高溫歷程后高強(qiáng)混凝土單軸受壓疲勞的破壞形態(tài)為柱狀壓潰且疲勞變形模量、疲勞縱向總應(yīng)變符合三階段發(fā)展規(guī)律，建立了高溫歷程與受壓疲勞損傷的關(guān)系模型。Gyu-Yong KIM等8 對(duì)20700高溫后高強(qiáng)混凝土的力學(xué)性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究，重點(diǎn)分析了高溫作用對(duì)高強(qiáng)混凝土的抗壓強(qiáng)度和彈性模量的影響。指出抗壓強(qiáng)度和彈性模量的相對(duì)值隨強(qiáng)度等級(jí)和溫度的增加而降低。Nadja Oneschkow9研究了最大應(yīng)力水平

5、、載荷頻率和波形對(duì)高強(qiáng)度混凝土疲勞性能的影響。指出高強(qiáng)度混凝土最大應(yīng)力水平、載荷頻率和波形對(duì)疲勞破壞的影響與普通混凝土相似，而加載頻率的增加對(duì)應(yīng)變的增長(zhǎng)影響較小。Ucarkosar, B.;Yuzer, N.等10認(rèn)為混凝土暴露在高溫下時(shí)，會(huì)出現(xiàn)裂紋和剝落現(xiàn)象，由于高強(qiáng)度混凝土的孔隙率較低，這些變化將更加明顯；Khaliq,W.等11指出高溫會(huì)使混凝土的強(qiáng)度和剛度減弱，提出高溫拉伸強(qiáng)度在評(píng)價(jià)混凝土結(jié)構(gòu)的剝落性和耐火性上是至關(guān)重要的，并通過(guò)試驗(yàn)得出鋼纖維和混合纖維的存在能有效減緩高溫作用下混凝土拉伸強(qiáng)度的損失。1.2.2 高溫后高強(qiáng)混凝土靜力學(xué)性能研究現(xiàn)狀李麗娟等12對(duì)高強(qiáng)混凝土(100MPa)

6、進(jìn)行了(明火)高溫試驗(yàn)，研究了經(jīng)500和800高溫后高強(qiáng)混凝土的外觀、抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度和劈裂拉伸強(qiáng)度的變化及質(zhì)量損失，隨受火溫度的升高，高強(qiáng)混凝土的抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度和劈裂拉伸強(qiáng)度逐漸變小。何振軍13進(jìn)行了高溫后C50和C60兩種強(qiáng)度等級(jí)的高強(qiáng)混凝土在多軸應(yīng)力狀態(tài)下強(qiáng)度與變形性能試驗(yàn)研究，分析了高溫后試件在不同應(yīng)力狀態(tài)和不同應(yīng)力比下相應(yīng)的破壞形態(tài)及損傷機(jī)理。何振軍等14利用大型靜動(dòng)三軸試驗(yàn)機(jī)，進(jìn)行了常溫和200600高溫后高強(qiáng)高性能混凝土在七種雙軸壓應(yīng)力狀態(tài)下的強(qiáng)度試驗(yàn)，測(cè)得了雙軸方向靜態(tài)強(qiáng)度，分析了溫度和應(yīng)力比對(duì)單軸、雙軸壓強(qiáng)度的影響。Fu-Ping Cheng等15分別研究了20、100

7、、200、400、600和800下的高強(qiáng)度混凝土應(yīng)力-應(yīng)變曲線，指出高強(qiáng)混凝土的抗壓強(qiáng)度隨溫度的升高而不斷降低，達(dá)到800時(shí)的抗壓強(qiáng)度約為初始強(qiáng)度的四分之一。Masoud Ghandehari等16試驗(yàn)測(cè)量了高強(qiáng)混凝土分別加熱到100、200、300和600之后的抗壓強(qiáng)度、劈拉強(qiáng)度和相應(yīng)的超聲波脈沖速度。發(fā)現(xiàn)隨著溫度的升高，高強(qiáng)混凝土的劈拉強(qiáng)度的損失率比抗壓強(qiáng)度的損失率高。Jianzhuang Xiao等17分別對(duì)加熱至20、200、400、600和800的高強(qiáng)混凝土的應(yīng)變速率進(jìn)行了試驗(yàn)研究，指出高強(qiáng)混凝土的殘余抗壓強(qiáng)度和彈性模量隨著溫度的升高而降低，而它們隨著應(yīng)變速率的增加而增大；峰值應(yīng)變隨

8、溫度的升高而提高，但應(yīng)變速率幾乎不受影響。1.2.3 高溫后高強(qiáng)混凝土細(xì)微觀結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀尤作凱、趙東拂等18-19研究了高溫后混凝土細(xì)微觀結(jié)構(gòu)演化機(jī)理。通過(guò)X射線衍射、掃描電鏡和超聲波測(cè)試對(duì)火災(zāi)后混凝土的細(xì)微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，通過(guò)細(xì)微觀結(jié)構(gòu)分析確定的過(guò)火溫度與熱電偶實(shí)測(cè)溫度相對(duì)比，數(shù)據(jù)吻合較好。從而確定樣品的過(guò)火溫度范圍，為高溫后混凝土結(jié)構(gòu)的溫度場(chǎng)分析提供了依據(jù)。初步建立了溫度歷程、抗壓性能與細(xì)微觀結(jié)構(gòu)演化之間的關(guān)系模型。馮超等20對(duì)高溫后再生混凝土抗壓強(qiáng)度退化及微觀結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行了分析研究，觀測(cè)了全天然骨料混凝土和全再生骨料混凝土，受0、300、400、500高溫后的物理化學(xué)變化并測(cè)試其抗壓強(qiáng)

9、度，利用超景深三維顯微系統(tǒng)觀察了四種溫度作用后兩種混凝土的細(xì)微觀結(jié)構(gòu)形貌，對(duì)比分析其骨料和砂漿的界面特征，從細(xì)微觀角度解釋界面特征對(duì)宏觀現(xiàn)象產(chǎn)生的影響。Larbi, J.A等 21利用立體顯微鏡、偏光鏡和熒光顯微鏡等手段觀察了聚丙烯纖維可有效減少高溫火災(zāi)下混凝土的爆裂。Fares, Hanaa等22利用熱重分析、X射線衍射、掃描電鏡等手段研究了自修復(fù)混凝土的細(xì)微觀結(jié)構(gòu)和物理性能以及高溫后的抗壓強(qiáng)度。高溫后高強(qiáng)混凝土的細(xì)微觀結(jié)構(gòu)變化是比較明顯的23-24，隨著溫度的升高，經(jīng)歷不同程度的高溫后，水泥漿體及界面過(guò)渡區(qū)的結(jié)構(gòu)疏松程度增加，水化產(chǎn)物不密實(shí)，C-S-H凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)破碎直至消失，Aft和Ca

10、(OH)2逐步分解含量減少，骨料與水泥漿之間的粘結(jié)變得松散，裂縫逐漸擴(kuò)展，使高溫后高強(qiáng)混凝土的抗?jié)B透能力嚴(yán)重退化。高溫后高強(qiáng)混凝土的孔結(jié)構(gòu)也有明顯的變化。隨著溫度的升高，高強(qiáng)混凝土的總孔隙率有增加的趨勢(shì)，溫度較低時(shí)，總孔隙率增長(zhǎng)緩慢；500后總孔隙率急劇增加。李麗娟等12指出高強(qiáng)混凝土在高溫作用下會(huì)發(fā)生爆裂現(xiàn)象，外觀顏色變淺；隨著受火溫度的升高，高強(qiáng)混凝土的細(xì)微觀結(jié)構(gòu)逐漸變差。主要表現(xiàn)為：結(jié)晶水喪失、水泥水化物發(fā)生分解，當(dāng)受火溫度達(dá)到800后，其結(jié)晶水全部喪失，水泥水化物全部分解，結(jié)構(gòu)變得疏松。柳獻(xiàn)等25通過(guò)熱重分析、掃描電鏡和汞壓力測(cè)孔等方法，對(duì)高溫后高性能混凝土材料的物理化學(xué)變化以及由此造

11、成的細(xì)微觀結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行了分析。指出造成升溫過(guò)程中材料質(zhì)量損失的主要原因是脫水和各種分解反應(yīng)。趙東拂等26-27對(duì)高強(qiáng)混凝土過(guò)火溫度與細(xì)微觀結(jié)構(gòu)變化關(guān)系進(jìn)行了試驗(yàn)研究。用熱電偶測(cè)量試塊內(nèi)部的溫度場(chǎng)，并在混凝土試塊的不同位置取樣進(jìn)行掃描電子顯微鏡觀測(cè)和XRD圖譜分析，推測(cè)取樣位置的過(guò)火最高溫度，將推測(cè)溫度同熱電偶實(shí)測(cè)溫度進(jìn)行對(duì)比，吻合較好。指出火災(zāi)后通過(guò)對(duì)混凝土梁、柱、墻等構(gòu)件取樣進(jìn)行掃描電子顯微鏡觀測(cè)和XRD分析可得知其過(guò)火的最高溫度，從而為火災(zāi)后結(jié)構(gòu)評(píng)估工作提供了可靠的支持。劉梅等28-29進(jìn)行了高強(qiáng)混凝土經(jīng)100900高溫分別恒溫0.5h、1h、2h、3h后細(xì)微觀結(jié)構(gòu)演化機(jī)理研究。利用掃描電

12、子顯微鏡、X射線衍射、汞壓力測(cè)孔、超聲及顯微硬度檢測(cè)等綜合手段，對(duì)經(jīng)歷不同高溫歷程后高強(qiáng)混凝土的物理化學(xué)變化以及由此造成的細(xì)微觀結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行了分析。通過(guò)細(xì)微觀特征和參數(shù)，建立溫度歷程-剩余強(qiáng)度的關(guān)系模型，從定性和定量?jī)蓚€(gè)方面對(duì)高強(qiáng)混凝土所經(jīng)溫度歷程進(jìn)行分析評(píng)估。Michael Henry等30應(yīng)用X射線CT和圖像分析技術(shù)對(duì)高強(qiáng)混凝土內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了無(wú)損檢測(cè)，闡明了加熱和再固化對(duì)微觀結(jié)構(gòu)特征的影響。由于加熱使骨料-砂漿界面形成裂紋引起連通性增加，導(dǎo)致總孔隙體積增加，然而再固化作用可有效減少連通的孔隙體積。M. Saridemir a等31研究了經(jīng)歷250、500和750高溫對(duì)高強(qiáng)混凝土力學(xué)性能

13、的影響。利用XRD、SEM和PLM對(duì)高強(qiáng)混凝土的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了檢測(cè)，指出混凝土的力學(xué)性能隨著溫度的升高不斷降低，高溫引起材料內(nèi)部裂紋的不斷發(fā)展變化，指出含地面浮石和偏高嶺土混合物的高強(qiáng)混凝土抗高溫表現(xiàn)更好。Georgali. B等32利用光學(xué)顯微鏡觀察了高溫后混凝土內(nèi)部水泥石、骨料、微孔洞以及裂縫的發(fā)展變化情況，通過(guò)量化這些觀測(cè)結(jié)果，合理的評(píng)估混凝土所經(jīng)歷的高溫以及混凝土的損傷深度，將宏觀物理狀態(tài)與微觀結(jié)構(gòu)變化相結(jié)合。Chiara Rossino等33對(duì)經(jīng)歷105°C、250°C、500°C和750°C高溫后高性能混凝土的微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能進(jìn)行了研究。利

14、用不同的實(shí)驗(yàn)技術(shù)監(jiān)測(cè)微裂紋的發(fā)展，指出微觀結(jié)構(gòu)的變化由宏觀層面的應(yīng)力-應(yīng)變曲線表現(xiàn)出來(lái)。1.3 存在的問(wèn)題綜上所述，目前關(guān)于高強(qiáng)混凝土所經(jīng)溫度歷程、低周單軸受壓疲勞損傷及細(xì)微觀結(jié)構(gòu)演化機(jī)理等問(wèn)題的研究，尚存在以下不足之處：（1）對(duì)高溫后高強(qiáng)混凝土低周單軸受壓疲勞損傷過(guò)程中細(xì)微觀結(jié)構(gòu)變化的對(duì)比研究，未見報(bào)導(dǎo)。未能揭示高強(qiáng)混凝土經(jīng)不同溫度、不同加溫時(shí)間后低周單軸受壓疲勞過(guò)程中的細(xì)微觀結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)演化過(guò)程及損傷機(jī)理。（2）未建立高強(qiáng)混凝土材料溫度歷程、低周單軸受壓疲勞損傷及細(xì)微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系模型。本文利用綜合細(xì)微觀測(cè)試手段，對(duì)高溫后高強(qiáng)混凝土低周單軸受壓疲勞損傷過(guò)程中細(xì)微觀結(jié)構(gòu)的變化進(jìn)行了研究，揭示了高

15、溫后高強(qiáng)混凝土低周單軸受壓疲勞損傷過(guò)程中細(xì)微觀結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)演化過(guò)程及損傷機(jī)理。建立了高強(qiáng)混凝土材料溫度歷程、低周單軸受壓疲勞損傷及細(xì)微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系模型，形成研究混凝土材料溫度歷程、疲勞損傷及細(xì)微觀結(jié)構(gòu)之間關(guān)系的科學(xué)方法，研究結(jié)果為遭受火災(zāi)或經(jīng)其他高溫歷程的混凝土結(jié)構(gòu)的無(wú)損檢測(cè)、疲勞損傷分析及結(jié)構(gòu)評(píng)估提供了參考。1.4 本文的研究1.4.1 研究背景央視文化中心（新央視配樓）、上海靜安區(qū)膠州路高層住宅及沈陽(yáng)皇朝萬(wàn)鑫酒店等都遭受過(guò)火災(zāi)。國(guó)內(nèi)某著名高層建筑火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)照片如圖1-1所示。高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)有時(shí)會(huì)遭受火災(zāi)或經(jīng)歷其他原因引起的高溫歷程，也可能遭受地震或其他循環(huán)荷載的作用?？梢?，高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)可能會(huì)

16、經(jīng)歷高溫、疲勞等綜合工況，這都會(huì)給混凝土造成損傷。這些損傷不僅是在宏觀層面上，也存在于細(xì)微觀層面，而且細(xì)微觀結(jié)構(gòu)損傷是宏觀損傷的根本原因。為了對(duì)火災(zāi)后的建筑物進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)和維修加固，必須對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。但是，確定建筑物中材料的溫度歷程和力學(xué)性能參數(shù)時(shí)，想要使用無(wú)損檢測(cè)手段是非常困難的。究其原因，是因?yàn)槿狈﹃P(guān)于高強(qiáng)混凝土所經(jīng)溫度歷程、低周單軸受壓疲勞損傷及細(xì)微觀結(jié)構(gòu)演化機(jī)理關(guān)系的基本理論，因此沒有相關(guān)的科學(xué)手段。針對(duì)上述問(wèn)題，本文提出高強(qiáng)混凝土溫度歷程、低周單軸受壓疲勞損傷及細(xì)微觀結(jié)構(gòu)之間關(guān)系研究的科學(xué)問(wèn)題，通過(guò)試驗(yàn)研究、理論分析等手段，研究了高強(qiáng)混凝土所經(jīng)溫度歷程、低周單軸受壓疲勞損傷過(guò)程中

17、細(xì)微觀結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)演化過(guò)程及損傷機(jī)理，建立了高強(qiáng)混凝土溫度歷程、低周單軸受壓疲勞損傷及細(xì)微觀結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系模型。形成研究高強(qiáng)混凝土溫度歷程、低周單軸受壓疲勞損傷及細(xì)微觀結(jié)構(gòu)之間關(guān)系的科學(xué)方法，研究結(jié)果為遭受火災(zāi)或經(jīng)其他高溫歷程的混凝土結(jié)構(gòu)的無(wú)損檢測(cè)、疲勞損傷分析及結(jié)構(gòu)評(píng)估提供參考。1.4.2 研究目的（1）揭示高強(qiáng)混凝土經(jīng)歷不同加熱溫度和不同加溫時(shí)間后，低周單軸受壓疲勞損傷過(guò)程中細(xì)微觀結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)演化過(guò)程及損傷機(jī)理。（2）建立高強(qiáng)混凝土溫度歷程、低周單軸受壓疲勞損傷與細(xì)微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系模型。模型既能科學(xué)定性描述材料在高溫溫度歷程和低周單軸受壓疲勞損傷耦合作用下的細(xì)微觀結(jié)構(gòu)特征，又能準(zhǔn)確定量反應(yīng)細(xì)微觀

18、結(jié)構(gòu)參數(shù)與高溫溫度歷程和低周單軸受壓疲勞損傷的關(guān)系。1.4.3 研究意義通過(guò)研究，形成研究高強(qiáng)混凝土溫度歷程、低周單軸受壓疲勞損傷與細(xì)微觀結(jié)構(gòu)變化之間關(guān)系的科學(xué)方法，其研究成果為遭受火災(zāi)或經(jīng)其他高溫歷程的混凝土結(jié)構(gòu)的無(wú)損檢測(cè)、疲勞損傷分析及結(jié)構(gòu)評(píng)估提供參考。1.4.4 研究?jī)?nèi)容鑒于國(guó)內(nèi)外對(duì)高溫后高強(qiáng)混凝土疲勞過(guò)程中細(xì)微觀結(jié)構(gòu)演化機(jī)理研究的現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題，本文將對(duì)如下內(nèi)容進(jìn)行研究：（1）對(duì)經(jīng)不同高溫歷程后高強(qiáng)混凝土低周單軸受壓疲勞損傷過(guò)程中細(xì)微觀結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)演化過(guò)程及損傷機(jī)理進(jìn)行研究。以C60混凝土為試驗(yàn)材料，高溫歷程考慮不同加熱溫度與不同加溫時(shí)間的組合工況，按照不同應(yīng)力水平對(duì)試塊進(jìn)行低周單軸受

19、壓疲勞試驗(yàn)。利用超聲、顯微硬度檢測(cè)、汞壓力測(cè)孔、掃描電子顯微鏡及X射線衍射等綜合方法，從不同角度研究高強(qiáng)混凝土所經(jīng)溫度歷程、低周單軸受壓疲勞過(guò)程中細(xì)微觀結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律，探究其演化機(jī)理。（2）對(duì)經(jīng)不同溫度歷程后高強(qiáng)混凝土低周單軸受壓疲勞損傷與細(xì)微觀結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系進(jìn)行研究。綜合上述研究結(jié)果，并結(jié)合已有的研究基礎(chǔ)，研究高強(qiáng)混凝土所經(jīng)溫度歷程、低周單軸受壓疲勞損傷及細(xì)微觀結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，建立高強(qiáng)混凝土材料溫度歷程、低周單軸受壓疲勞損傷及細(xì)微觀結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系模型。模型既能科學(xué)定性描述高強(qiáng)混凝土材料在高溫溫度歷程和低周單軸受壓疲勞損傷耦合作用下的細(xì)微觀結(jié)構(gòu)特征，又能準(zhǔn)確定量反應(yīng)細(xì)微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)與高溫溫度歷程

20、和低周單軸受壓疲勞損傷的關(guān)系。1.4.5 研究技術(shù)手段本文利用超聲、顯微硬度檢測(cè)、汞壓力測(cè)孔、掃描電子顯微鏡及X射線衍射等綜合細(xì)微觀手段，對(duì)高強(qiáng)混凝土所經(jīng)溫度歷程、低周單軸受壓疲勞過(guò)程中細(xì)微觀結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)演化過(guò)程及損傷機(jī)理進(jìn)行了研究，進(jìn)一步建立了高強(qiáng)混凝土溫度歷程、疲勞損傷與細(xì)微觀結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系模型。形成研究高強(qiáng)混凝土所經(jīng)溫度歷程、疲勞損傷及細(xì)微觀結(jié)構(gòu)之間關(guān)系的科學(xué)方法。（1）高溫試驗(yàn)以C60混凝土為試驗(yàn)材料（配合比參照央視文化中心主體結(jié)構(gòu)混凝土材料），制作標(biāo)準(zhǔn)棱柱體試件。加熱溫度范圍為100、300、500、700、900；加溫至指定溫度后分別恒溫0.5h、1h、2h、3h。加溫后采取室溫冷卻

21、方式，試件冷卻后，將棱柱體試件垂直于長(zhǎng)邊方向切分成三段，取中間100mm立方體試塊29。（2）低周單軸受壓疲勞試驗(yàn)利用電液伺服動(dòng)靜疲勞試驗(yàn)機(jī)對(duì)經(jīng)歷不同溫度歷程的試塊，按照不同應(yīng)力水平分組，沿原棱柱體軸線方向進(jìn)行循環(huán)減摩加載。進(jìn)行疲勞試驗(yàn)時(shí)，分別將部分試塊循環(huán)加載至預(yù)測(cè)疲勞壽命的25%、50%、75%時(shí)，停止循環(huán)加載，部分試塊循環(huán)加載至破壞7。（3）細(xì)微觀試驗(yàn)對(duì)疲勞加載結(jié)束后的試塊進(jìn)行超聲、顯微硬度測(cè)試、汞壓力測(cè)孔、掃描電子顯微鏡及X射線衍射試驗(yàn)，通過(guò)測(cè)定聲時(shí)、顯微硬度及孔徑分布等參數(shù)，觀測(cè)SEM圖像中的水泥漿體、骨料與水泥漿體界面過(guò)渡區(qū)內(nèi)的孔隙與微裂紋的發(fā)展變化情況，觀測(cè)XRD圖譜中的結(jié)晶相，

22、從不同角度研究高強(qiáng)混凝土所經(jīng)溫度歷程、低周單軸受壓疲勞過(guò)程中細(xì)微觀結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律。通過(guò)對(duì)疲勞過(guò)程中細(xì)微觀試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，分析高溫后高強(qiáng)混凝土低周單軸受壓疲勞過(guò)程中細(xì)微觀結(jié)構(gòu)變化規(guī)律，進(jìn)一步揭示了高溫與疲勞荷載綜合工況下高強(qiáng)混凝土內(nèi)部細(xì)微觀結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)演化過(guò)程及損傷機(jī)理。結(jié)合已有的研究，研究高強(qiáng)混凝土所經(jīng)溫度歷程、低周單軸受壓疲勞損傷及細(xì)微觀結(jié)構(gòu)變化之間的關(guān)系，建立高強(qiáng)混凝土所經(jīng)溫度歷程、低周單軸受壓疲勞損傷及細(xì)微觀結(jié)構(gòu)關(guān)系模型。第2章 高溫后高強(qiáng)混凝土低周單軸受壓疲勞性能研究2.1 引言到目前為止，國(guó)內(nèi)外對(duì)高溫后普通混凝土的疲勞性能研究已比較深入4-6，但對(duì)高溫后高強(qiáng)混凝土的疲勞性能研究較少。

23、所以有必要研究經(jīng)不同溫度歷程后高強(qiáng)混凝土單軸受壓疲勞宏觀力學(xué)性能。2.2 疲勞試驗(yàn)概況2.2.1試件制備以C60混凝土為試驗(yàn)材料（配合比參照央視文化中心主體結(jié)構(gòu)混凝土材料），制作棱柱體試件100mm×100mm×300mm。同批混凝土還澆注150mm×150mm×150mm的標(biāo)準(zhǔn)立方體和150mm×150mm×300mm標(biāo)準(zhǔn)棱柱體試件。2.2.2 試驗(yàn)方案（1）高溫試驗(yàn)采用箱式電阻爐進(jìn)行高溫試驗(yàn)，爐膛尺寸為300mm×500mm×200mm，允許最高溫度1000，溫度控制精度±1。試件加熱溫度分別為100

24、、300、500、700、900；加溫至指定溫度后分別恒溫0.5h、1h、2h、3h。初始溫度為室溫，加溫后采取室溫冷卻方式，試件冷卻后，將棱柱體試件垂直于長(zhǎng)邊方向切分成三段，取中間段邊長(zhǎng)為100mm的立方體塊29。（2）疲勞試驗(yàn)疲勞試驗(yàn)是在PA-500電液伺服疲勞試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行的，豎向采用500kN作動(dòng)器施加疲勞荷載。試驗(yàn)中使用GTC450全數(shù)字電液伺服控制器實(shí)時(shí)控制并采集數(shù)據(jù)7，采用正弦波加載，加載頻率為10Hz，最小應(yīng)力水平為0.10，最大應(yīng)力水平分別為0.80、0.85及0.90。試驗(yàn)前，先對(duì)每種工況的試塊進(jìn)行疲勞壽命的測(cè)試，以對(duì)同種工況其他試塊的疲勞壽命進(jìn)行預(yù)估，分別將試塊循環(huán)加載至預(yù)

25、測(cè)疲勞壽命的25%、50%、75%時(shí)停止循環(huán)加載，部分試塊循環(huán)加載至破壞7。試塊及試驗(yàn)設(shè)備如圖2-1所示。2.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析2.3.1 升溫制度前期相關(guān)研究成果28-29已通過(guò)熱電偶測(cè)得升溫過(guò)程中試塊內(nèi)部距混凝土相鄰三表面各30mm處測(cè)點(diǎn)的升溫曲線如下圖2-2所示。在升溫階段，四個(gè)直接受火面附近的溫度上升最快，測(cè)點(diǎn)溫度上升較慢。當(dāng)加熱溫度達(dá)到指定溫度后，隨著恒溫時(shí)間的增長(zhǎng)，四個(gè)受火面附近混凝土的溫度逐漸趨于設(shè)定溫度不再變化，而測(cè)點(diǎn)處的溫度還在緩慢的上升，但這時(shí)升溫速率較低。主要原因在于混凝土作為熱惰性材料，結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在較大的溫度梯度，因此受熱初期外表面溫度很高時(shí)，測(cè)點(diǎn)位置吸收的熱量依舊很少

26、，溫度上升速度較慢；當(dāng)溫度恒定時(shí)，表面附近的溫度很快達(dá)到加熱溫度不再變化，但混凝土?xí)^續(xù)吸收熱量并向內(nèi)傳遞，內(nèi)部測(cè)點(diǎn)溫度仍逐漸上升。（PX-X表示：疲勞試驗(yàn)加熱溫度-恒溫時(shí)間；例P1-1表示疲勞試驗(yàn)加熱溫度為100，恒溫時(shí)間1h）2.3.2 疲勞破壞形態(tài)經(jīng)不同高溫歷程后試塊單軸受壓疲勞破壞形態(tài)如圖2-3所示，宏觀裂紋發(fā)展?fàn)顟B(tài)如圖2-4所示。從破壞機(jī)理來(lái)看，隨著疲勞循環(huán)次數(shù)的增加，骨料和水泥砂漿間形成粘接裂紋，微裂紋繼續(xù)發(fā)展形成連續(xù)不穩(wěn)定的貫通裂紋，最后失穩(wěn)而破壞。在單軸壓循環(huán)荷載作用下，高強(qiáng)混凝土試塊被劈裂成多個(gè)小柱體，試塊破壞面平行于壓應(yīng)力方向，形成一個(gè)或多個(gè)破壞面7。2.3.3 疲勞壽命通

27、過(guò)靜力試驗(yàn)，測(cè)得常溫試塊的抗壓強(qiáng)度為49.6MPa，高溫后高強(qiáng)混凝土的抗壓強(qiáng)度均在減摩條件下測(cè)得。經(jīng)不同高溫歷程后高強(qiáng)混凝土試塊的疲勞壽命如表2-1所示7。2.3.4 疲勞殘余應(yīng)變高溫后高強(qiáng)混凝土不同應(yīng)力水平的殘余應(yīng)變?nèi)鐖D2-5所示（由于工況較多，圖中僅描繪出部分工況）7，由圖可知，高溫后高強(qiáng)混凝土單軸受壓疲勞過(guò)程中的殘余應(yīng)變與疲勞總應(yīng)變一樣，呈明顯的三階段發(fā)展規(guī)律。對(duì)上圖進(jìn)行非線性回歸，得到的回歸方程形式為： (2-1)式中 經(jīng)不同高溫歷程后高強(qiáng)混凝土的疲勞殘余應(yīng)變；加熱溫度，100900；恒溫時(shí)間，0.5h3h；相對(duì)疲勞循環(huán)次數(shù)；a,b,c,d,e,f系數(shù)。為便于工程應(yīng)用和分析，本文在綜合

28、分析各種應(yīng)力水平下高溫后高強(qiáng)混凝土殘余應(yīng)變與相對(duì)疲勞循環(huán)次數(shù)的關(guān)系，提出了統(tǒng)一的計(jì)算公式：當(dāng)Smax=0.80，Smin=0.10時(shí)： (2-1a) (2-1b)當(dāng)Smax=0.85，Smin=0.10時(shí)： (2-1c) (2-1d)當(dāng)Smax=0.90，Smin=0.10時(shí)： (2-1e) (2-1f)由圖2-5及上述公式可知，高強(qiáng)混凝土疲勞破壞時(shí)的殘余應(yīng)變與加熱溫度的高低、恒溫時(shí)間的長(zhǎng)短有關(guān)，與應(yīng)力水平的大小和疲勞循環(huán)次數(shù)的多少關(guān)系不大。2.3.5 疲勞變形模量比定義變形模量為 (2-2)式中 max 疲勞方向最大應(yīng)力（MPa）；min 疲勞方向最小應(yīng)力（MPa）；max 最大應(yīng)力所對(duì)應(yīng)的

29、總應(yīng)變值（10-6）；min 最小應(yīng)力所對(duì)應(yīng)的總應(yīng)變值（10-6）。不同應(yīng)力水平下高強(qiáng)混凝土疲勞變形模量比與相對(duì)疲勞循環(huán)次數(shù)N/Nf的關(guān)系如圖2-6所示（由于工況較多，圖中僅描繪出部分工況）。由圖2-6可知，高溫后高強(qiáng)混凝土的疲勞變形模量與疲勞應(yīng)變都呈三階段發(fā)展規(guī)律。高強(qiáng)混凝土的疲勞變形模量不僅與加熱溫度的高低、恒溫時(shí)間的長(zhǎng)短有關(guān)，更與應(yīng)力水平的大小有直接的關(guān)系。隨著加熱溫度的升高與恒溫時(shí)間的增長(zhǎng)，高強(qiáng)混凝土的疲勞變形模量呈衰減的趨勢(shì)；隨著應(yīng)力水平的增大，高強(qiáng)混凝土的疲勞變形模量也呈衰減的趨勢(shì)。對(duì)圖2-6進(jìn)行非線性回歸，得到高溫后高強(qiáng)混凝土疲勞變形模量比與相對(duì)疲勞循環(huán)次數(shù)N/Nf的回歸方程形式

30、為： (2-3)式中 經(jīng)不同高溫歷程后高強(qiáng)混凝土的疲勞變形模量比；加熱溫度，100900；恒溫時(shí)間，0.5h3h；相對(duì)疲勞循環(huán)次數(shù)；a,b,c,d,e,f系數(shù)。為便于工程應(yīng)用和分析，本文在綜合分析各種應(yīng)力水平下高溫后高強(qiáng)混凝土疲勞變形模量比與疲勞循環(huán)次數(shù)的關(guān)系，提出了統(tǒng)一的計(jì)算公式：當(dāng)Smax=0.80，Smin=0.10時(shí)： (2-3a) (2-3b)當(dāng)Smax=0.85，Smin=0.10時(shí)： (2-3c) (2-3d)當(dāng)Smax=0.90，Smin=0.10時(shí)： (2-3e) (2-3f)2.4 本章小結(jié)1、通過(guò)熱電偶測(cè)得升溫過(guò)程中試塊內(nèi)部距混凝土相鄰三表面各30mm處的溫度場(chǎng)。經(jīng)不同高

31、溫歷程后高強(qiáng)混凝土單軸受壓疲勞破壞形態(tài)為柱狀壓潰，具體的形態(tài)與施加的應(yīng)力水平有關(guān)。2、經(jīng)不同高溫歷程后高強(qiáng)混凝土的疲勞殘余應(yīng)變和疲勞變形模量比都符合三階段發(fā)展規(guī)律，且第二階段是應(yīng)變穩(wěn)定增長(zhǎng)的主要階段，約占疲勞壽命的75%左右。分別對(duì)疲勞殘余應(yīng)變、疲勞變形模量比和相對(duì)疲勞次數(shù)N/Nf進(jìn)行了非線性回歸分析，建立了高溫歷程與受壓疲勞損傷的關(guān)系模型。第3章 高溫后高強(qiáng)混凝土低周單軸受壓疲勞過(guò)程中細(xì)微觀結(jié)構(gòu)研究3.1 引言已有研究中，對(duì)高溫后混凝土細(xì)微觀結(jié)構(gòu)的研究已比較深入，但對(duì)高溫后高強(qiáng)混凝土受壓疲勞過(guò)程中細(xì)微觀結(jié)構(gòu)的研究未見報(bào)導(dǎo)。本章對(duì)高溫后高強(qiáng)混凝土低周單軸受壓疲勞過(guò)程中細(xì)微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了試驗(yàn)研究。

32、利用超聲、顯微硬度檢測(cè)、汞壓力測(cè)孔（MIP）、掃描電子顯微鏡（SEM）及X射線衍射（XRD）等綜合手段，從不同角度研究材料經(jīng)不同高溫歷程后低周單軸受壓疲勞過(guò)程中細(xì)微觀結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律，其中SEM和XRD通過(guò)對(duì)微裂紋、結(jié)晶相的定性判斷，超聲、顯微硬度和汞壓力測(cè)孔從聲時(shí)、顯微硬度及孔隙大小和數(shù)量來(lái)定量分析高溫后高強(qiáng)混凝土細(xì)微觀結(jié)構(gòu)隨疲勞循環(huán)次數(shù)的變化規(guī)律。3.2 細(xì)微觀試驗(yàn)3.2.1 試樣準(zhǔn)備取疲勞過(guò)程中的試塊作為研究對(duì)象，首先將立方體相對(duì)的兩個(gè)未直接受火面用鉛筆畫出對(duì)角線，兩個(gè)面上對(duì)角線的交點(diǎn)為超聲試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)的位置。將這些位置用醫(yī)用凡士林均勻涂抹，涂抹面積大于發(fā)射探頭和接收探頭的接觸面積，如圖3-1

33、（a）所示。如圖3-2（b）所示，將超聲波測(cè)試完畢的立方體試件，平行原切割面切割，沿縱軸方向30mm處，取厚度(10±1) mm的薄片，并將其打磨平滑達(dá)到鏡面效果，在維氏硬度試驗(yàn)面上，畫出試驗(yàn)點(diǎn)的位置，如圖3-1（c）所示。掃描電鏡和壓汞試驗(yàn)的取樣位置距試塊相鄰三表面的距離為30mm。用錘子仔細(xì)敲碎取樣位置的混凝土，挑選1cm×1cm×1cm左右的樣品供掃描電鏡、壓汞試驗(yàn)使用，如圖3-1（d）所示。將樣品摻入酒精后置于瑪瑙研缽中研磨至無(wú)顆粒感，收集起來(lái)供XRD試驗(yàn)使用，如圖3-1（e）（f）所示。3.2.2 試驗(yàn)方法由于各試驗(yàn)對(duì)試樣的要求不一樣，所以五個(gè)試驗(yàn)需分步

34、進(jìn)行，其順序依次是超聲波檢測(cè)、顯微硬度測(cè)試、壓汞測(cè)試、掃描電鏡測(cè)試、XRD試驗(yàn)。首先進(jìn)行超聲波檢測(cè)，使用北京康科瑞工程檢測(cè)有限公司生產(chǎn)的非金屬超聲波檢測(cè)儀進(jìn)行超聲波測(cè)試，如圖3-2所示。采用對(duì)測(cè)法，用游標(biāo)卡尺測(cè)量?jī)蓚€(gè)測(cè)點(diǎn)間的距離，作為測(cè)距，發(fā)射頻率設(shè)置為50kHz。然后將發(fā)射探頭和接收探頭緊密貼合在混凝土的測(cè)點(diǎn)上。每個(gè)測(cè)點(diǎn)重復(fù)測(cè)試6次，取平均值作為該點(diǎn)的測(cè)試結(jié)果。然后使用FM-800顯微硬度計(jì)進(jìn)行試驗(yàn)，如圖3-3所示。試件放置于顯微硬度計(jì)的剛性支座上，確保試件在支座上放置穩(wěn)固，在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中不會(huì)移動(dòng)。使顯微硬度計(jì)的壓頭垂直于試件表面施加壓力，加載過(guò)程中沒有振動(dòng)，直至將試驗(yàn)力施加至規(guī)定值100

35、g。仔細(xì)調(diào)整照明和對(duì)焦以獲得清晰的壓痕影像，壓痕兩個(gè)尖端應(yīng)能同時(shí)聚焦，當(dāng)測(cè)量壓痕尖端間距時(shí)不改變對(duì)焦條件。使用Autopore9500全自動(dòng)壓汞儀對(duì)樣品進(jìn)行孔結(jié)構(gòu)測(cè)試，測(cè)試前將制備好的塊狀樣品在60以下真空干燥箱內(nèi)烘23小時(shí)以上。對(duì)壓汞專用試管、放入樣品后的試管及試驗(yàn)完成后的試管分別進(jìn)行稱重，記錄重量差。先進(jìn)行低壓下抽真空，再進(jìn)行高壓下測(cè)量汞壓入量。試驗(yàn)設(shè)備如圖3-4所示。進(jìn)行掃描電鏡試驗(yàn)時(shí)，首先將制備好的塊狀樣品用洗耳球除塵后，放在真空鍍膜機(jī)中噴鍍金膜，以使樣品表面能夠?qū)щ?，然后將其用鑷子粘在掃描電鏡載物板上，最后送入掃描電鏡樣品室固定好，通過(guò)調(diào)節(jié)物鏡的位置和倍數(shù)，進(jìn)行樣品表面形貌的觀測(cè)，試

36、驗(yàn)設(shè)備如圖3-5所示。使用X射線衍射儀對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)試時(shí)，將制作好的粉末狀樣品取適量放入載物板上，然后放入掃描倉(cāng)內(nèi)進(jìn)行掃描，試驗(yàn)設(shè)備如圖3-6所示 29。3.3 細(xì)微觀結(jié)構(gòu)分析3.3.1 超聲波測(cè)試結(jié)果分析采用聲時(shí)對(duì)高溫后高強(qiáng)混凝土單軸受壓疲勞損傷過(guò)程進(jìn)行表征，高溫后高強(qiáng)混凝土在不同應(yīng)力水平下加載到一定的循環(huán)次數(shù)后卸載，測(cè)量此時(shí)的聲時(shí)，如圖3-7所示。由于加載到疲勞壽命的100%時(shí)試塊已經(jīng)破壞，因此相應(yīng)的聲時(shí)無(wú)法測(cè)得。由圖3-7可知，與疲勞加載前相比加載到疲勞壽命的75%時(shí)，聲時(shí)顯著增大了12.7430.1s；其中從疲勞前加載到疲勞壽命的25%這一階段，聲時(shí)明顯增大7.5516.99s，可知聲時(shí)

37、隨疲勞循環(huán)次數(shù)的增加整體呈不斷增大的趨勢(shì)，且聲時(shí)的變化幅度大致呈快-慢的趨勢(shì)，說(shuō)明高溫后高強(qiáng)混凝土的疲勞損傷在開始階段增長(zhǎng)較快，而在疲勞損傷發(fā)展的第二階段增長(zhǎng)較緩。對(duì)比分析相同溫度工況下不同應(yīng)力水平對(duì)高強(qiáng)混凝土疲勞過(guò)程中聲時(shí)的影響，可知低應(yīng)力水平在達(dá)到相同壽命比時(shí)造成的混凝土疲勞損傷要較高應(yīng)力水平造成的損傷大，這與文獻(xiàn)34描述的定側(cè)壓下混凝土受壓疲勞損傷規(guī)律相似。相對(duì)于恒溫時(shí)間，加熱溫度對(duì)高強(qiáng)混凝土疲勞過(guò)程中聲時(shí)的影響更大。聲時(shí)隨疲勞循環(huán)次數(shù)的變化規(guī)律與文獻(xiàn)7描述的試件疲勞方向總應(yīng)變及其殘余應(yīng)變的發(fā)展規(guī)律是一致的，聲時(shí)增大與應(yīng)變?cè)鲩L(zhǎng)都表明高溫后高強(qiáng)混凝土內(nèi)部疲勞損傷的不斷積累。綜上所述，聲時(shí)隨

38、疲勞循環(huán)次數(shù)的增加整體呈不斷增大的趨勢(shì)，且聲時(shí)的變化幅度呈快-慢的趨勢(shì)。對(duì)比分析疲勞過(guò)程中各階段聲時(shí)的變化幅度可知，從疲勞前加載至疲勞壽命的25%，聲時(shí)的變化幅度很快；從疲勞壽命的25%加載至疲勞壽命的75%，聲時(shí)的變化幅度趨于平緩。分析其原因可知，在疲勞加載前，高溫后高強(qiáng)混凝土骨料和水泥石的界面之間以及水泥石內(nèi)部就存在許多微裂紋。由于骨料和水泥石的彈性模量和強(qiáng)度存在差異，兩者在疲勞荷載作用下產(chǎn)生的變形不一致，在疲勞循環(huán)剛開始加載階段骨料與水泥石界面之間就會(huì)迅速產(chǎn)生大量的微裂紋，致使聲時(shí)的變化幅度較明顯；隨著疲勞循環(huán)次數(shù)的不斷增加，每周循環(huán)加載形成的微裂紋的數(shù)目逐漸減少，這時(shí)微裂紋處于穩(wěn)定擴(kuò)展

39、階段，微裂紋不斷發(fā)展、交叉、匯聚致使骨料和水泥石之間的粘接裂紋以及水泥石內(nèi)部的微裂紋相互貫穿而形成連續(xù)不穩(wěn)定的裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展，相鄰微裂紋的不斷合并從而形成宏觀裂縫35。3.3.2 顯微硬度測(cè)試結(jié)果分析混凝土材料骨料-水泥石的界面過(guò)渡區(qū)是混凝土中最薄弱的環(huán)節(jié)，孔隙和微裂紋的發(fā)展通常在骨料和水泥基質(zhì)之間的界面過(guò)渡區(qū)內(nèi)首先出現(xiàn)36-39。隨著循環(huán)次數(shù)的不斷增加，這些區(qū)域粘結(jié)強(qiáng)度不斷降低導(dǎo)致高溫后高強(qiáng)混凝土疲勞性能的大幅降低，因此該區(qū)域的粘結(jié)強(qiáng)度對(duì)疲勞性能有著顯著的影響。界面過(guò)渡區(qū)的顯微硬度是界面諸多性能的綜合反映。采用維氏硬度法對(duì)高溫后高強(qiáng)混凝土單軸受壓疲勞損傷過(guò)程中距混凝土相鄰三表面各30mm處骨料

40、-水泥石界面過(guò)渡區(qū)進(jìn)行評(píng)價(jià)，試驗(yàn)結(jié)果如圖3-8所示。從圖3-8可看出，與疲勞加載前相比加載到疲勞壽命的75%時(shí)，高溫后高強(qiáng)混凝土的顯微硬度減小了15.1620.94GPa；其中從疲勞前加載到疲勞壽命的25%這一階段，顯微硬度明顯減小9.9515.76GPa，可知骨料-水泥石界面過(guò)渡區(qū)的顯微硬度隨疲勞循環(huán)次數(shù)的增加整體呈不斷減小的趨勢(shì)，且減幅呈快-慢的趨勢(shì)。對(duì)比分析相同溫度工況下不同應(yīng)力水平對(duì)高強(qiáng)混凝土疲勞過(guò)程中顯微硬度的影響，同樣可知低應(yīng)力水平在達(dá)到相同壽命比時(shí)造成的顯微硬度的降低幅度要較高應(yīng)力水平造成的幅度大，這與超聲試驗(yàn)結(jié)果具有一致性。綜上所述，骨料-水泥石界面過(guò)渡區(qū)的顯微硬度隨疲勞循環(huán)次數(shù)的增加整體呈不斷減小的趨勢(shì)，且減幅呈快-慢的趨勢(shì)。對(duì)比分析疲