混凝土属多相非匀质材料，诸多因素均对混凝土的力学性能和耐久性能有重要影响^[1,2]，如水胶比和粉煤灰等^[3,4]。冯庆革等^[5]通过加速碳化试验及快速氯离子渗透试验研究了不同水胶比和不同粉煤灰掺量下混凝土的抗氯盐及碳化腐蚀性能。结果表明:粉煤灰的掺入对改善混凝土抗氯离子侵蚀性能有明显效果，在水化中后期，由于粉煤灰火山灰效应的发挥，其影响逐渐赶超水胶比;但混凝土的抗碳化性能始终受水胶比影响较大。彭小芹等^[6]获得了类似的研究结果。另外，苗苗等^[7]研究水胶比和粉煤灰掺量对添加膨胀剂的补偿收缩混凝土的自收缩特性。结果表明:膨胀剂对自收缩的补偿效率受水胶比和粉煤灰掺量的影响很大，水胶比越大，膨胀剂对混凝土自收缩的补偿效率越高;粉煤灰掺量越大，膨胀剂的补偿效率越高。谷艳玲、孙家国^[8,9]对比分析了粉煤灰取代率和水胶比对混凝土抗压强度的影响规律。结果表明:随着粉煤灰取代率增加，混凝土的流动性逐渐提高，但抗压强度逐渐降低;随着水胶比减小，混凝土抗压强度有增加趋势;粉煤灰取代率30%、水胶比0.45时，28d龄期混凝土的抗压强度达到32.7MPa，且和易性满足要求。

　　 上述研究均为混凝土常温下性能研究，高温与水胶比、粉煤灰的耦合作用对混凝土性能的影响，现有文献暂未涉及。本文探讨水胶比和粉煤灰掺量对混凝土高温后抗压强度的影响规律，研究结果可为混凝土结构火灾后的损伤评估和维修加固提供参考。

　　 水泥为陕西某公司生产的秦岭牌P.O 42.5级普通硅酸盐水泥，其主要物理性能指标如表1所示。粉煤灰为西安灞桥热电厂生产的粉煤灰，烧失量3.65%，其主要化学成分如表2所示。砂为灞河河砂，表观密度2 650kg/m³，堆积密度1 480kg/m³，细度模数2.7，含泥量1.5%。粗骨料为石灰质碎石，表观密度2 680kg/m³，堆积密度1 670kg/m³，吸水率0.41%，含泥量0.25%，压碎指标4.04%，粒径分为5～15mm和15～20mm两种，质量比为3∶2。水为西安市自来水。

　　 本次试验共制作100mm×100mm×100mm立方体试件32组，每组3个。考虑试验数据的离散性，后期补充了试件，共浇筑120个试件。按照混凝土配合比搅拌均匀后，用涂有脱模剂的塑料模板依次浇筑混凝土试件，采用人工搅拌，振捣棒振捣，试件成型24h后拆模，并用湿棉布覆盖在试件表面养护56d。混凝土配合比如表3所示。

　　 加热设备为洛阳某电炉公司生产的型号为JHRT2-45-9的高温电阻炉，炉膛尺寸为1 500mm×450mm×600mm，最高使用温度1 000℃，如图1所示。

　　 试验前所有试件进行烘干处理。高温试验时升温速率设置为5℃/min，达到目标温度后恒温3h^[10]。高温炉中有3个热电偶，可实时测量炉膛中的温度，浇筑试件时，在试件中心预埋5个热电偶，可测量试件内部温度。试验结果表明，恒温3h后试件内部温度与炉膛温度基本一致。当达到预置恒温时间后，高温炉自动停止工作，立即取出炉中试件，置于室内自然冷却至室温。为避免试件吸收空气中的水分，冷却后的试件进行密封处理，如图2所示。

　　 选取水胶比为0.4的混凝土试件，经不同高温作用后的试件表面情况如图3所示。

　　 由图3可知，经不同高温作用后试件表面明显不同。200℃时试件表面颜色与常温时基本一致，表面无明显可见裂缝;400℃时试件表面略呈灰褐色，有稍许肉眼可见的细小裂缝;600℃时试件表面呈淡黄色，出现较为明显的裂缝，且数量较多。

　　 加载设备为无锡某公司生产的型号为TYA-2000的电液式压力试验机，如图4所示。该设备最大加载2 000kN，加载试验严格按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T 50081—2002)进行，加载速率取为3kN/s，加载至试件破坏为止，并记录最终加载值。

　　 表4给出了不同配合比混凝土在不同工况下的抗压强度，表中强度均为3个试件抗压强度的平均值。部分离散性较大的试验结果已被剔除，并补充试件个数和试验数据。

　　 图5给出了不掺粉煤灰的3种水胶比(w/b)混凝土试件，在不同高温作用后的抗压强度。其中，T表示温度，f_C-T表示考虑水胶比和温度影响时混凝土的抗压强度。所有试件养护龄期均为56d。

　　 由图5可知:水胶比为0.34时混凝土抗压强度最高，0.4时次之，0.5时最低;对于3种水胶比的混凝土试件，200℃高温作用后的抗压强度相对于常温抗压强度的比值分别为0.96(w/b=0.34),0.92(w/b=0.4),0.89(w/b=0.5),400℃相对于常温的比值分别为0.73,0.71,0.77,600℃相对于常温的比值分别为0.41,0.43,0.47。

　　 结果表明:混凝土抗压强度随水胶比的增大而减小;高温作用后，混凝土的抗压强度降低，200℃时高水胶比(w/b=0.5)混凝土强度下降最多，600℃时低水胶比(w/b=0.34)混凝土强度下降最多。其可能原因是低水胶比试件相对高水胶比试件更加密实，故抗压强度较高，但在高温作用下水蒸气更难排出导致混凝土损伤更严重。

　　 图6给出了不同粉煤灰掺量混凝土试件，在不同高温作用后的抗压强度。其中，T表示温度，f_F-T表示考虑粉煤灰掺量和温度影响时混凝土抗压强度。所有试件水胶比均为0.4，养护龄期均为56d。

　　 由图6可知:不掺粉煤灰混凝土抗压强度最高，粉煤灰掺量为30%时次之，粉煤灰掺量为50%时最低;对于0%,30%,50%粉煤灰掺量的混凝土试件，200℃高温作用后的残余抗压强度相对于常温抗压强度的比值分别为0.92,0.94,0.91,400℃相对于常温的比值分别为0.71,0.78,0.70,600℃相对于常温的比值分别为0.43,0.50,0.45。

　　 结果表明:混凝土抗压强度随粉煤灰掺量的增大而减小;高温作用后，混凝土的残余抗压强度降低，且不掺粉煤灰混凝土的抗压强度降低更多;粉煤灰掺量为30%时，高温导致的强度损伤相对较小。30%和50%为大掺量粉煤灰，水泥用量相对较小，导致混凝土中的初级水化产物Ca(OH)₂不足，影响粉煤灰火山灰效应的发挥，因此强度下降;混凝土经高温作用，将激发粉煤灰活性，产生二次水化反应，生成新凝胶体，可有效弥补高温导致的强度损失。

　　 图7给出了不同粉煤灰掺量混凝土试件在不同养护龄期下的抗压强度。其中，CT表示养护龄期，f_F-CT表示考虑粉煤灰掺量和养护龄期影响时混凝土抗压强度。所有试件水胶比均为0.4，且不经过高温处理，均为常温试验。

　　 由图7可知:养护龄期从3～56d，不同粉煤灰掺量混凝土的抗压强度均呈增长趋势，且粉煤灰掺量越高抗压强度越低;对于不掺粉煤灰的混凝土试件，7d养护龄期较3d养护龄期时的抗压强度增长较快，14d和28d增长幅度变缓;对于30%和50%粉煤灰掺量的混凝土试件，养护龄期从3d到28d抗压强度基本呈线性增加;28d后3种粉煤灰掺量混凝土的抗压强度均增加较少。

　　 (1)混凝土抗压强度随水胶比的增大而减小;高温作用后，混凝土的抗压强度降低，200℃时高水胶比混凝土强度下降较多，600℃时低水胶比混凝土强度下降较多。

　　 (2)对于大掺量粉煤灰混凝土试件，混凝土抗压强度随粉煤灰掺量的增大而减小;高温作用后，混凝土的残余抗压强度降低，且不掺粉煤灰混凝土的抗压强度降低较多;粉煤灰掺量为30%时，高温导致的强度损失相对较小。

　　 (3)对于不掺粉煤灰的混凝土试件，随养护龄期的增加抗压强度的增长幅度先快后慢;对于30%和50%粉煤灰掺量的混凝土试件，养护龄期在28d内抗压强度基本呈线性增加;28d后混凝土的抗压强度均增加较少。