聚甲醛(POM)纤维是近年开发的一种高强、高弹模纤维,具有优异的耐酸碱腐蚀性能,机械性能突出,在复合基体中有优异的分散性。目前纤维混凝土的研究大多集中在聚丙烯纤维和钢纤维,对于聚甲醛纤维研究偏少。本文通过对聚甲醛纤维掺量进行研究,并在最佳掺量下对聚甲醛纤维混凝土力学性能、耐久性能、热力耦合作用下的性能及高温后性能进行研究。采用0.50、0.45、0.40、0.35、0.30五个水胶比进行混凝土抗压强度、劈拉强度及抗折强度试验测试,对比聚甲醛纤维混凝土与基准混凝土的差异,分析聚甲醛纤维对于混凝土力学性能的影响。同时采用五个水胶比混凝土进行抗硫酸盐干湿循环试验、抗渗试验及抗冻试验,对比研究聚甲醛纤维对混凝土耐久性能的影响。利用MTS 810材料测试系统研究混凝土在热-力耦合作用下的损伤特性、损伤规律及损伤本构模型。利用高温炉研究了混凝土高温后不同冷却机制作用下的性能变化规律,对比研究聚甲醛纤维对高温后混凝土的性能影响。主要的研究结论如下:(1)1.2 kg/m3掺量为本试验的最佳掺量。研究了 5个水胶比的聚甲醛纤维混凝土抗压强度、劈拉强度、抗折强度,结果发现聚甲醛纤维对于混凝土抗压性能影响不大,对于混凝土抗劈拉及抗折性能有显著的增强作用。(2)水胶比越低,混凝土抗硫酸盐侵蚀性能越强。聚甲醛纤维有助于提高混凝土抗硫酸盐侵蚀性能。聚甲醛纤维混凝土抗冻性能优于基准混凝土,聚甲醛纤维的掺入提高了混凝土抗冻性能。聚甲醛纤维有利于增强混凝土内部密实度,提高混凝土抗渗性能。(3)在400℃后混凝土在外荷载的作用下孔隙逐渐被压密实,产生较大的扰动,此温度段的变化对混凝土性能有较大的影响。在700℃后由于骨料中的CaCO3受热分解导致混凝土结构破坏,不足以承受外荷载,热应变逐渐下降。在升温过程中,混凝土受温度影响而膨胀产生热应变,纤维的掺入可以有效的抑制混凝土因温度而产生的热变形。(4)基于声发射参数定义了混凝土高温热损伤Ds值及加载阶段损伤DT值,热损伤Ds值曲线能反映混凝土在高温环境下的劣化趋势,同时高温带来热损伤对混凝土性能影响比较大。在加载阶段,损伤DT值能很好描述此阶段混凝土破坏的过程。考虑高温加载试验环境对损伤D值进行修正,建立了加载阶段的损伤本构模型,所建立的本构模型适用于各个温度段。采用单因素分析法对建立的本构模型中的材料系数进行分析,系数v、q只影响应力的变化趋势,反映材料的强度,而系数p同时对应力和应变都有影响,既反映材料的强度也反映材料的延性。同时对400℃混凝土本构模型进行研究,通过三组稳定可靠的数据计算得出400℃下混凝土的本构方程。(5)在高温自然冷却后混凝土抗压强度先是升高而后逐渐下降,在200℃和400℃时,混凝土抗压强度比常温下高,而浸水冷却对混凝土造成二次损失,抗压强度呈逐渐下降的趋势。聚甲醛纤维的掺入可以提高混凝土高温后的抗压强度。聚甲醛纤维混凝土与基准混凝土在两种冷却方式下的劈拉强度相差不大,聚甲醛纤维对于高温后混凝土抗劈拉性能影响不大。随着温度的升高,混凝土相对动弹模逐渐下降,损伤D值逐渐增大,同时聚甲醛纤维的掺入可以提高了高温后的混凝土的动弹性模量,降低了混凝土高温后的损伤D值,延缓了混凝土的高温损伤。在高温环境下混凝土内部产生一系列反应,导致混凝土质量损失,而掺入聚甲醛纤维可以在升温初期缓解混凝土的质量损失。