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玄武岩纤维混凝土作为适用于海底隧道衬砌结构的高性能混凝土,明确其高温后的力学性能、抗碳化和抗离子渗透能力等材料性能,是确定结构火灾后耐久性的重要指标。本文通过玄武岩纤维混凝土常温和高温后的力学性能、耐久性能试验,从宏观和微观角度分析了玄武岩纤维对混凝土的力学性能、抗碳化性能和抗氯离子侵蚀性能的改善作用,并推导了高温后碳化发展模型和氯离子扩散系数模型。主要研究内容和成果有:测试不同掺量(0、0.05%~0.3%)的玄武岩纤维混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度,发现玄武岩纤维混凝土的力学性能随着掺量的增加先提高后降低。微观扫描发现,适量玄武岩纤维能够形成三维网状结构承担部分荷载,提高混凝土的强度和韧性;而过多的玄武岩纤维会集聚重叠,导致混凝土基质与纤维粘结不充分,出现初始缺陷。测试不同高温(常温、100℃~600℃)后玄武岩纤维混凝土和普通混凝土的力学性能,发现玄武岩纤维的掺入显著提高了混凝土高温后的抗压和抗拉强度。通过微观分析揭示了玄武岩纤维与混凝土基质协同作用机理在不同温度下的演变规律。通过对不同高温(常温、100℃~600℃)后玄武岩纤维混凝土碳化试验研究发现:混凝土的高温烧损层深度随受热温度上升显著增大;高温后混凝土碳化深度随受热温度上升呈线性增大,应重视高温对混凝土碳化发展的加速效果;玄武岩纤维混凝土高温烧损层和碳化深度始终小于普通混凝土,抗碳化性能优越。提出了高温后混凝土碳化发展深度预测模型,对新服役即受火灾的海底隧道衬砌结构进行100年内碳化深度预测,并预测了结构服役寿命。通过对不同高温(常温、200℃、400℃、600℃)后和不同压应力水平(0、0.1、0.2、0.3)下的玄武岩纤维混凝土的氯离子侵蚀试验研究发现:混凝土内氯离子含量随着受热温度上升呈线性增大;玄武岩纤维混凝土抗渗性优于普通混凝土;常温和200℃后压应力能够抑制氯离子进入混凝土,400℃后混凝土内氯离子含量随压应力增长先减小后增大,即压应力阈值应力在0.1~0.2之间,600℃后压应力对混凝土的抗渗性均产生负面影响;考虑受热温度、压应力比和侵蚀时间等参数的影响,提出高温后环境-荷载耦合侵蚀下的氯离子扩散系数计算模型。该论文有图100幅,表42个,参考文献108篇。