采用微細觀復合的方法，將鋼纖維、聚丙烯纖維和納米同時摻入混凝土中形成纖維納米混凝土，研究纖維納米混凝土的工作性能、常溫下力學性能、高溫中和高溫后力學與耐久性能，并利用微觀測試方法對摻加納米和纖維的混凝土材料進行微觀物相分析，從微觀層次上探討高溫后纖維納米混凝土的增強機理。將試驗研究與理論分析相結合，重點分析溫度、納米摻量、纖維體積率對高溫中和高溫后混凝土力學與耐久性能的影響，提出滿足纖維納米混凝土配合比設計要求的水膠比、砂率、水泥用量、纖維體積率、納米礦粉摻量的取值范圍和纖維納米混凝土配合比設計方法，建立高溫中和高溫后纖維納米混凝土本構關系模型和強度計算方法。本項目對豐富和發展纖維混凝土基本理論，推動纖維混凝土的工程應用具有重要的理論意義和實用價值。

（1）通過294個邊長150mm纖維納米混凝土立方體試塊在不同齡期的抗壓和劈拉試驗、147個100mm×100mm×400mm梁式試件的彎曲和工作性能試驗以及SEM微觀分析，分別建立了考慮納米材料和纖維影響的纖維納米混凝土抗壓、劈拉和抗折強度計算方法。（2）通過觀察150個邊長150mm纖維納米混凝土立方體試塊高溫前后宏觀形貌和高溫前后的質量損失，建立了高溫后纖維納米混凝土質量損失率與溫度的關系式。（3）通過450個邊長150mm纖維納米混凝土立方體試塊高溫后的抗壓和劈拉試驗、300個100mm×100mm×400mm纖維納米混凝土梁式試塊高溫后的彎曲試驗，分別建立了纖維納米混凝土抗壓、劈拉和抗折殘余強度相對值與溫度的關系式。（4）通過150個邊長150mm纖維納米混凝土立方體試塊高溫前后超聲、回彈和抗壓強度試驗，建立了高溫后纖維納米混凝土超聲回彈綜合測強曲線及推定經歷最高溫度的公式。（5）通過306個150mm×150mm×300mm纖維納米混凝土棱柱體試塊在25-800℃后的單軸受壓試驗，建立了考慮溫度、納米材料摻量和鋼纖維含量特征參數影響的纖維納米混凝土軸壓應力-應變曲線數學模型。（6）通過150個100mm×100mm×200mm纖維納米混凝土棱柱體試塊高溫前后氯鹽溶液浸泡干濕循環試驗，建立了考慮溫度、納米材料摻量和鋼纖維含量特征參數影響的纖維納米混凝土氯離子含量計算公式。（7）通過852個高溫中纖維納米混凝土試塊的抗壓、劈拉、彎曲和軸壓本構關系試驗和掃描電鏡SEM微觀觀察，研究溫度、鋼纖維體積率、混凝土強度等級、納米SiO2（簡稱NS）摻量和納米CaCO3（簡稱NC）摻量等對纖維納米混凝土高溫中力學性能和微觀機理的影響，建立相應的理論計算模型。 2100433B

混凝土的徐變特性與混凝土結構的力學形成、結構施工期開裂、預應力損失，乃至耐久性性能等的演化密切相關。低區高溫，指結構混凝土處于的80~240℃的環境，這是一個高于常溫，又與混凝土高溫爆裂溫度相比的相對較低的高溫環境，簡稱為低區高溫環境。一些特殊混凝土結構，如核容器結構、地熱資源附近的地下結構在此環境下長期服役。本研究進行了低區高溫條件下的結構混凝土徐變性能的試驗研究、熱-力損傷徐變模型理論研究，以及徐變預測模型應用，并且將研究對象從混凝土擴展到了在低區高溫環境下有較少強度損失與較好熱工性能的輕骨料混凝土，為其在低區高溫環境下的應用打下基礎。獲得了常溫、140℃、180℃，以及20%、40%兩種應力水平條件下，普通混凝土、輕骨料混凝土的恒溫加載、恒載升溫、恒溫恒載三種溫度應力路徑的徐變數據；獲得了低區高溫環境下的熱-力損傷參數，并將徐變行為納入早齡期混凝土本構關系，通過編制子程序在數值計算得以實現，以用于重要混凝土結構的性能預測。本項目應用前景有兩個方面：一個是在核容器、地下結構等可能處于低區高溫環境下的結構混凝土進行徐變預測；另一方面是在混凝土熱-力損傷方面，在混凝土多場耦合領域，本研究建立的低區高溫熱-力損傷模型可作為溫度場-應力場-徐變場-損傷場的多場耦合分析的低區高溫徐變條件的組成部分。

耐高溫纖維通常是指溫度在250-～300。C范圍內可長期使用的纖維，它應具備以下幾個條件：

(1)常溫時所具有的力學特性在高溫時保持率較高。

(2)在高溫下具有一定的耐熱壽命。

(3)應具備纖維制品所必須持有的一般性能，如柔軟性，彈性和加工性能等。

耐高溫纖維又分無機耐高溫纖維及有機耐高溫纖維兩大類。有機耐高溫纖維相對于無機耐高溫纖維而言，比豆小；強度和延伸度較大，因而斷裂能也大，柔軟性好，伸長時回彈率較高等特點。

在較長時間經受高溫(例如200℃以上)尚能基本保持其原有的物理機械性能的化學纖維，高溫下不軟化、仍能維持一般力學性質的特種纖維，又稱耐熱纖維。這類纖維具有以下的基本特點：①熔點和軟化點高；②纖維在高溫下尺寸穩定；③大分子結構不易降解（長期使用溫度在200℃以上）;④具有良好的耐水解和耐化學藥劑等性能。耐高溫纖維的制備工藝大多采用溶液縮聚和溶液紡絲法，少數用熔融縮聚或界面縮聚。