混杂纤维轻骨料混凝土抗冲击压缩特性研究

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发布时间：2021-09-25

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混杂纤维轻骨料混凝土抗冲击压缩特性研究
姜猛，郭志昆，陈万祥，邹慧辉
(解放军理工大学爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室，江苏南京 210007)
摘要：通过对 28个 696 mm x50 mill的塑钢一聚丙烯混杂纤维轻骨料混凝土试件的 SHPB冲击压缩试验，分析了密度、冲击
气压和冲击次数对破坏强度和峰值应变的影响。结果表明：在冲击荷载作用下，密度对试件的破坏强度有明显影响，破坏强度随
着密度增大而提高；与一般混凝土材料不同，塑钢一聚丙烯混杂纤维轻骨料混凝土破坏强度随冲击气压增大而明显降低。在低
速冲击荷载作用下，混杂纤维轻骨料混凝土具有良好的韧性和抗多次冲击能力。
关键词：轻骨料混凝土；霍普金森压杆；试验研究；多次冲击
中图分类号：TU528．572 文献标志码：A 文章编号：1002—3550(2015)11—0075—04
Hybrid fiber reinforced lightweight aggregate concrete specimens SHPB shock compression experiments
HANG M eng ．GUO Zhikun ．CHEN W anxiang ．ZOU H u& m
(State Key Laboratory of Disaster Prevention and Mitigation of Explosion and Impact，PLA University of Science and
Technology，Nanjing 210007，China)
Abstract：By the steel—polypropylene hybrid fiber reinforced lightweight aggregate concrete of 28 q596 rnln×50 mm specimens SHPB
im pact com pression test，an alyzed the density，impact pressure and impact shocks tim es of failure strength and peak strain．The results
show that under the impact load，failure s锰lengm ，density of the specimen strength increased coefficient has obvious effect，breaking
strength increased with the density increasing；different from general concrete materials，the failure s~engthof steel—polypropylene hybrid
fiber reinforced lightweight aggregate concrete decreased significan tly when impact pressure increases．The low velocity impact loadi ng，
steel—polypropylene hybrid fiber reinforced lightweight aggr egate concrete has good toughness and resistan ce to repeated impact．
Key words：lightweight aggregate concrete；hopkinson pressure bar；experimental investigations；repeated impact
轻骨料混凝土 (Lightweight Aggregate Concrete，轻骨
料混凝土)是指用胶凝材料、轻粗骨料、轻细骨料或普通砂
和水配制成的干表观密度不大于 1 950 kg／m 的混凝
土。轻骨料混凝土具有轻质高强、保温性好、耐火性能
好、抗震性能好、耐久性好、综合经济效益好、绿色环保等
优点，在高层建筑、大跨度桥梁、海洋平台等工程中广泛采
用。这些重大工程的抗冲击爆炸安全是关乎国计民生的重
要问题之一，历来都是人们关注的焦点。
目前国内外对轻骨料混凝土及纤维轻骨料混凝土的
基本力学性能研究较为丰富。在国外，2003年澳大利亚的
New South Wales大学的 0．Kayali等对聚丙烯纤维和钢
纤维增强轻骨料混凝土的力学性能进行了试验研究，分别
讨论了两种纤维对抗压强度、拉伸强度、抗折强度、弹性模
量、应力一应变关系及压缩韧性的影响。2005年土耳其的
Oguz Akin Diizgtin等进行了不同体积率的钢纤维对天
然轻骨料混凝土力学性能影响的试验研究。在国内，2002
年香港大学的 R．V．Balendran等研究了钢纤维对高强轻
骨料混凝土强度和延性的影响。2005年东南大学董祥
通过在高性能素轻骨料混凝土中掺入端钩型、压痕型两种
钢纤维以及聚丙烯、聚丙烯腈、高强高弹模聚乙烯三种有
机合成纤维来制备纤维增强高性能轻骨料混凝土，并研究
不同种类、不同掺量的纤维对高性能轻骨料混凝土物理力
学性能的影响。曾志兴等对钢纤维轻骨料混凝土力学性
能的进行了试验研究。目前国内外对纤维轻骨料混凝土在
动荷载作用下的抗冲击性能研究还很少报道。大连理工大
学的王立成通过自由落锤冲击试验分别对钢纤维体积
掺量为 0、0．5％、1．0％、1．5％、2．0％的钢纤维轻骨料混凝土
进行冲击试验探讨了钢纤维掺量对钢纤维轻骨料混凝土
抗冲击压缩破坏的影响，其自由落锤获得的应变率量级为
10。
为探索纤维轻骨料混凝土在高应变率荷载作用下的
冲击压缩特性。本研究采用 100 mE 分离式 Hopkinson
压杆装置对 28个不同密度的塑钢一聚丙烯混杂纤维增强
轻骨料混凝土圆柱形试件进行冲击压缩试验，着重分析不
同发射气压下塑钢一聚丙烯一聚丙烯混杂纤维增强轻骨
料混凝土破坏强度、峰值应变及抗多次冲击能力，为认识