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高强、高性能混凝土(High-Strength and High-Performance Concrete,分别简称HSC和HPC)作为一种新型高技术混凝土,由于其在工程中推广应用的时间相对较短,对其高温性能的研究远不及普通混凝土研究的那么透彻,尤其是其高温下内部蒸汽压测试分析及高温对其微结构劣化损伤等方面研究相对甚少,为科学解释HSC/HPC火灾高温爆裂机理及成因、提高其结构抗火性能以及拓展其工程应用领域,迫切需要展开进一步深入研究。本文依托国家自然科学基金(51478290),依据工程中HSC/HPC原材料的选择,配制了强度等级为C80的高性能混凝土(不掺聚丙烯纤维简称C80HPC和掺聚丙烯纤维简称C80PPHPC),并对其进行了高温下蒸汽压测试及相关数值分析研究,以期为揭示HSC/HPC高温爆裂破坏及聚丙烯纤维抑制爆裂机理提供一定的实验基础和理论依据。主要研究内容如下:一、对聚丙烯纤维(PP)体积掺量为0、0.2%的C80HPC试件进行不同温度后的强度(立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和弯折强度)试验。结果表明:三种强度整体上均随受热温度的升高呈现不同程度的衰减趋势;当受热温度在400℃之前,混凝土的强度降低幅度均比较缓慢;400℃以后,强度下降均较显著,混凝土内部劣化损伤较为严重。二、设计制作了基准素混凝土、基准加筋混凝土、PP纤维混凝土和PP纤维加筋混凝土四类混凝土板,组装自制了一套专用于混凝土蒸汽压的测试装置,利用该装置对高温电阻炉加热下无荷载作用的混凝土板进行蒸汽压试验研究。结果表明:HPC板受热面均发生了不同程度爆裂剥落,而PPHPC板均未发生爆裂,且PPHPC相应深度测点处的蒸汽压力峰值均明显小于HPC的;各类混凝土板内部蒸汽压力均随温度和时间的升高呈现先增大后减小的变化规律,并且内部水蒸气均表现出由受热面到背热面不断迁移的趋势;PP纤维可有效降低其蒸汽压力峰值,减小高温爆裂的风险。三、为切合工程实际,设计制作了基准加筋混凝土和PP纤维加筋混凝土两类板,对混凝土板进行均布加载与明火耦合作用,并利用上述自制测试装置进行蒸汽压试验研究。结果表明:均布加载与明火耦合作用下基准加筋混凝土板的爆裂剥落程度均较无荷载作用下的同类板严重,且同类板中相应深度测点处的蒸汽压力峰值均较大;各类混凝土板内部蒸汽压力均随温度和时间的变化趋势与无荷载作用下的基本一致;PPHPC板中蒸汽压力峰值均明显小于HPC的,PP纤维的掺入改善了混凝土的抗爆裂性能。四、对HPC和PPHPC进行不同温度后的压汞试验。结果表明:随着温度的不断升高,HPC和PPHPC的孔隙率和平均孔径均呈现明显增大趋势;同一温度下,PPHPC的孔隙率和平均孔径均大于HPC的,适量PP纤维可改善混凝土的孔隙大小及孔径分布,进而有效降低其内部蒸汽压力。五、利用MATLAB数学程序软件及有限差分法对混凝土内部的温度和蒸汽压力进行数值计算,并与试验实测值进行对比分析。结果表明:模拟值和实测值整体变化趋势基本一致,两者虽在数值上存在一定差异,但其模拟结果仍可为定性分析混凝土的高温爆裂提供一定的理论依据。