高温下混凝土SH PB试验研究
李习波。焦楚杰
(广州大学土木工程学院，广东广州510006)
摘要：高温环境下，混凝土材料各组分之间会发生一系列复杂的物理、化学变化，进而影响到混凝土结构整体的力学性能。介
绍了混凝土在不同温度范围下的破坏机理；从高温下混凝土的应变率效应、加载速率效应和温度效应等方面进行了阐述；对高温
下混凝土SHPB冲击试验理论和试验技术方面存在的相关问题作了分析，并介绍了相应的解决方法。
关键词：高温；混凝土；SHPB试验
中图分类号：TU528．01 文献标志码：A 文章编号：1002—3550(2015)05—0023—03
Study on the SHPB test of concrete subject under high temperatures
LIX治0．JIAO Chujie
(School of Civil Engineering of Guangzhou University，Guangzhou 510006，China)
Abstract：Under high temperature，the concrete components will Occur a series of complex physical and chemical changes，thereby affect
the whole mechanical properties of the concrete structure．It described the failure mechanism of concrete under different temperature
ranges．The strain rate effects，loading rates and temperature effects of concrete under high temperature are described．The related issues
of theoretical and experimental techniques of concrete under high temperature SHPB impact test were analyzed and the appropriate solu—
tions were presented．
Key words：high temperature；concrete；SHPB test
0 引言
尽管混凝土本身不是可燃性材料，但在工程使用中可
能要承受多种复杂因素的综合作用，如冲击、爆炸、烈火
等，在这种高温、高应变率的极端条件下，混凝土结构性能
迅速劣化。SHPB试验作为测试材料动态力学性能的主要
试验方法之一，近年来获得了快速发展，已由最初的压缩
试验系统，发展到现在的拉伸、扭转、拉扭、压扭复合系统；
从常温试验发展到低温和高温试验等。本试验针对高温下
混凝土的SHPB冲击试验及其有限元仿真过程中的相关
问题进行分析。
1 混凝土的高温破坏机理
混凝土是由固、液、气三相组成的非均质材料。高温时
混凝土材料各组分之间会发生一系列复杂的物理、化学变
化，进而影响到混凝土结构整体的力学性能。随着环境温
度的升高，混凝土结构内部会发生如下变化：
常温～200 oC时 ，随着温度的升高，一方面，因自由
水的蒸发而易形成孔隙和裂缝，同时混凝土热量的不均匀
传递致使结构内外温差加大，产生温度应力并引起裂缝，
降低了结构的抗压强度。另一方面由于自由水的蒸发，在
混凝土内部的形成类似于蒸压养护，有利地促进混凝土内
部未水化水泥熟料的水化，增强了构件的强度。
200-400℃时 ，混凝土内的水泥胶凝体因失水而收
缩，胶体同骨料间的咬合作用得到了加强，从而使强度有
所回升，甚至超过混凝土在室温时的原始强度，这种回升
一般将在400℃左右达到极限。
400-800℃时 ，水泥砂浆与粗骨料的温度变形差逐
渐增大，界面的裂缝不断开展、延伸，同时Ca(OH)：在
500℃ 左右开始分解生成CaO，而石灰石骨料在600 oC以
后也将开始分解，强度在500～600℃ 以后下降迅速。
2 高温下混凝土的动态效应
动态抗压强度(用符号厂c 表示)是指试件达到的动态
峰值应力，反映的是材料强度性能的指标。
动态增大系数(DIF)是指混凝土的动态抗压强度和
静态抗压强度的比值，反映的是混凝土动态抗压强度增幅
的指标，用符号DIF表示，用计算式可表示为：
DIF=
． 。 ． (1)
式中： ．
— — 混凝土的动态抗压强度；
． 。
— — 混凝土的静态抗压强度。
高温下混凝土的动态效应影响因素较多，包括应变率
效应、加载速率效应和温度效应等，但研究发现 ，影响
因素并非单一途径影响，往往是综合因素影响的结果。其

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