氧化铝空心球及玄武岩纤维对混凝土动力特性的影响

资料大小：860KB
资料类型：.PDF
资料等级：
发布时间：2021-09-03

资料介绍

氧化铝空心球及玄武岩纤维对混凝土动力特性的影响
刘俊良，许金余，李佳凌，任韦波，聂良学
(1．空军工程大学机场建筑工程系，陕西西安710038；2．西北工业大学力学与土木建筑学院，陕西西安710072；
3．空军临潼场站机场工兵勤务队，陕西西安710077)
摘要：以氧化铝空心球为轻集料，玄武岩纤维为纤维增强材料制备轻质混凝土，利用直径100 mm的分离式霍普金森压杆试验
系统，研究了不同应变率下素混凝土、玄武岩纤维混凝土、氧化铝空心球混凝土以及玄武岩纤维一氧化铝空心球复合混凝土的动
态力学性能。结果表明：随着应变率的提高，四种试件的动压强度、动压韧性、动压比韧性及破坏程度均不断增大，表现出显著的
应变率相关性；掺入氧化铝空心球使得试件破坏程度增大，动压强度及动压韧性减小，动压比韧性提高；掺入玄武岩纤维可以有
效降低试件的破坏程度，并对试件具有明显的强韧化效果；通过复掺氧化铝空心球及玄武岩纤维，可以制备得到具有良好吸能特
性的轻质混凝土。
关键词：混凝土；氧化铝空心球；玄武岩纤维；动压强度；动压韧性
中图分类号：TU528．041 文献标志码：A 文章编号：1002—3550(2015)02—0082—04
Efects of alumina bubble and basalt fiber on concrete under dynamic loading
LIU Junliang ，XU linyu 一，LI Jialing ，REN Weibo ，NIE Liangxue
(1．Department ofAirfield and Building Engineering，Air Force Engineering University，Xihn 710038，China；
2．College of Mechanics and Civil Architecture，Northwest Polytechnic University，Xihn 710072，China；
3．The Airport Service Team of Engineers，Air Force Lintong Station，Xihn 710077，China)
Abstract：The lightweight concrete was prepared with the light aggregate of alumina bubble and reinforcing material of basalt fiber．The
dynamic mechanical properties of plain concrete，basalt fiber reinforced concrete．alumina bubble concrete and basalt fiber—alumina
bubble concrete were investigated by using a 100 mm diameter split Hopkinson pressure bar(SHPB)system under various strain rates．
The results indicate that for all four series，the dynamic s~ength，dynamic toughness，specific dynamic toughness and damage degree in—
crease with the increasing strain rate，which reveals obvious strain rate sensitivity．Adding alumina bubble aggravates the damage of spec—
imens and results in a decrease in d3，namic s~ength and dynamic toughness，while the specific dynamic toughness is improved．Adding
basalt fiber is effective in decreasing the damage of specimens and enhancing the strength and toughhess of concrete．The lightweight
concrete with good energy absorption capacity can be produced by the combined use of alumina bubble and basalt fiber．
Key words：concrete；alumina bubble；basalt fiber；dynamic compressive s~ength；aynamic compressive toughness
0 引言
混凝土是当今世界上使用量最大、最为广泛的首选建
筑材料。近年来，随着其使用环境的不断复杂化以及各类
特殊1二程结构的需求，轻质、高强已成为当前混凝土发展
的两个重要方向⋯ 。纤维增强是目前提高混凝土强度韧性
的一种常用手段，其中玄武岩纤维以其优异的物理力
学性能以及耐高温、耐腐蚀性，是一种制备纤维增强混凝
上的理想纤维材料。氧化铝空心球是一种新型的高性
能轻质集料，其机械强度可达普通轻质集料的数倍之多，
故将其作为集料掺入混凝土中，不但能够减轻混凝土的重
量，还能使其具备良好的变形吸能特性，并保持相对较高
的强度。
因此，本研究以氧化铝空心球作为轻集料制备轻质混
凝土，同时掺入玄武岩纤维进行纤维增强，在此基础上利
用直径100 mm的分离式霍普金森压杆(SHPB)试验系
统，研究了不同应变率下氧化铝空心球及玄武岩纤维对混
凝土动压强度、动压韧性、动压比韧性以及破坏形态的影
响，以为其进一步的研究、应用提供参考依据。
1 试验
1．1 原材料
基体材料：秦岭牌P·O 42．5R级水泥；韩城第二发
电厂生产的I级粉煤灰；霖源牌微硅粉，平均粒径0．1～
0．15 Ixm；石灰岩碎石，粒径范围5-20 rain；灞河中砂，细度
模数为2．78；自来水；FDN高效减水剂，减水率20％。