高強(qiáng)高性能混凝土因具有高強(qiáng)度、高耐久性、高工作性、高體積穩(wěn)定性等特點(diǎn)，在大跨建筑、港口建筑以及高層建筑的應(yīng)用中越來越廣泛。但高強(qiáng)高性能混凝土在火災(zāi)高溫作用時(shí)更容易發(fā)生爆裂，這是因?yàn)楦邚?qiáng)高性能混凝土密實(shí)度大，經(jīng)受火災(zāi)高溫作用時(shí)其內(nèi)部產(chǎn)生的蒸汽壓力無法釋放，且蒸汽壓力隨受火溫度的升高不斷增大，當(dāng)蒸汽壓力超過高強(qiáng)高性能混凝土抗拉強(qiáng)度后，混凝土發(fā)生爆裂。通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)高強(qiáng)高性能混凝土高溫后抗壓強(qiáng)度、彈性模量均下降，且最高溫度越大，強(qiáng)度下降越大。而且研究發(fā)現(xiàn)高性能混凝土抗折強(qiáng)度隨著溫度的升高而下降。

然而高溫對摻加聚丙烯纖維（簡稱 PP纖維）C80高性能混凝土高溫后軸壓強(qiáng)度、損傷檢測等方面報(bào)道較少，需要做進(jìn)一步研究。為此，對 PP纖維體積摻量為 0％、0. 2％的 C80高性能混凝土（HPC和 PPHPC）模擬火災(zāi)高溫試驗(yàn)，觀察其高溫后爆裂情況，研究受火溫度與 C80高性能混凝土軸壓強(qiáng)度、紅外溫升的關(guān)系。

圖為HPC在不同受火溫度情況下紅外熱像圖

紅外熱成像檢測原理為：紅外熱成像檢測是利用物體表面溫度和輻射發(fā)射率的差異形成可見的紅外熱像圖，從而檢測物體表面結(jié)構(gòu)狀態(tài)和缺陷，并以此判斷材料性質(zhì)的一種無損檢測方法。高溫后混凝土?xí)l(fā)生開裂、疏松等破壞，受火溫度越高混凝土損傷越嚴(yán)重。使用外加熱源照射高溫后混凝土，混凝土由于損傷情況不同其紅外輻射不同，通過紅外熱像儀采集紅外熱像圖，分析其溫度變化數(shù)據(jù)，建立溫升與受火溫度的關(guān)系，進(jìn)而推斷混凝土高溫后損傷情況。

混凝土試件尺寸為 150 mm ×150 mm ×300 mm，試件成型、脫模后標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù) 28 d，然后靜置室內(nèi)自然干燥三周。對 HPC和 PPHPC模擬火災(zāi)高溫，本試驗(yàn)升溫速率為 5 ℃／min，受火溫度等級設(shè)定為 100 ℃、200 ℃、300 ℃、400 ℃、500 ℃、600 ℃六個(gè)溫度等級，且 HPC和 PPHPC均留置一組作為常溫（20 ℃）對比組，為確保混凝土試件內(nèi)部溫度與表面溫度保持一致，另制備6塊中心預(yù)埋熱電偶的150 mm立方體試件，當(dāng)混凝土試件中心熱電偶的溫度達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，恒溫 20 min，使混凝土內(nèi)外溫度保持一致，即認(rèn)為試件燒透，關(guān)閉電源，打開爐門，為了防止?fàn)C傷，待試件冷卻后取出試件。本試驗(yàn)一共七組，每組三塊，為防止試件爆裂影響試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，HPC和 PPHPC均制備 27塊。

HPC在不同受火溫度情況下紅外熱像

試驗(yàn)采用紅外熱像儀拍攝高溫后混凝土的紅外熱像圖。外加熱源選用紅外線燈泡，檢測時(shí)，試件與外加熱源的距離（測距）分別為 0. 8 m、1. 0 m、1. 2 m、1. 5 m，C80高性能混凝土試件萬方數(shù)據(jù)開始加熱及加熱時(shí)間為 3 min時(shí)各拍攝一張紅外熱像圖，通過 MikroSpec分析、處理紅外熱像圖，得出不同火災(zāi)溫度后試件的紅外溫升值。

高溫后 HPC和 PPHPC測距 1. 0 m、照射 3 min時(shí)紅外熱像分別如圖所示。隨著受火溫度的升高，紅外熱成像顏色有顯著變化，經(jīng) MikroSpec分析、處理紅外熱像圖時(shí)，發(fā)現(xiàn)紅外熱成像的溫度值隨受火溫度的升高而上升，原因可能是高溫后混凝土損傷較嚴(yán)重，混凝土表面有更多的孔隙和裂縫。當(dāng)紅外熱源照射時(shí)，高溫后混凝土表面與常溫時(shí)混凝土表面相比有更多的熱堆積，所以高溫后混凝土的紅外熱像溫度值較大。進(jìn)一步得出研究結(jié)果為：

（1）受火溫度小于 200 ℃，HPC和 PPHPC均無裂縫，隨受火溫度升高，混凝土出現(xiàn)裂縫且逐漸增多；600 ℃時(shí)，HPC棱柱體的邊緣發(fā)生剝落，PPHPC裂縫數(shù)量明顯增多，但未發(fā)生剝落。

（2）隨受火溫度升高，HPC和 PPHPC軸壓強(qiáng)度均呈下降趨勢；當(dāng)受火溫度小于 300 ℃時(shí)，軸壓強(qiáng)度下降緩慢，大于 300 ℃時(shí)其下降迅速，600 ℃時(shí) HPC 和 PPHPC 剩余軸壓強(qiáng)度分別為 12. 67 MPa、11. 87 MPa；PPHPC軸壓強(qiáng)度總體略高于 HPC，表明摻加 PP纖維降低了高溫對混凝土軸壓強(qiáng)度的損傷。

（3）隨受火溫度升高，HPC和 PPHPC紅外溫升均呈升高趨勢，在400 ℃時(shí)溫升驟升，相同受火溫度，HPC和 PPHPC的紅外溫升均隨測距的增加而降低，PPHPC的紅外溫升略大于 HPC的紅外溫升。

（4）建立了 PP纖維體積摻量為 0％、0. 2％時(shí)，C80高性能混凝土紅外溫升、受火溫度和軸壓強(qiáng)度的關(guān)系式，可為 C80高性能混凝土火災(zāi)后軸壓強(qiáng)度的損傷推斷提供參考。