氧化铝空心球及玄武岩纤维对混凝土动力特性的影响.pdf

2015年第2期(总第304期
泥凝
原材料及辅助物料
Number 2 in 2015(Total No 304
Concrete
MATERIAL AND ADMINICLE
doi:10.3969/j.isa.1002-3550.2015.02.023
氧化铝空心球及玄武岩纤维对混凝士动力特性的影响
刘俊良',许金余,李佳凌,任韦波,聂良学
(L.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100mmn的分离式霍普金森压试验
系统,研究了不同应变率下素混凝土、玄武岩纤维混凝土、氧化铝空心球混凝士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、动压初性、动压比初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:混凝士;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)02-0082-0
Effects of alumina bubble and basalt fiber on concrete under dynamic loading
LIU Junliang XU Jinyu
ing, REN Weibo, NIE Liangxue
(I. Department of Airfield and Building Engineering, Air Force Engineering University, Xi'an 710038, China;
2. College of Mechanics and Civil Architecture, Northwest Polytechnic University, Xian 710072, China
3. The Airport Service Team of Engineers, Air Force Lintong Station, Xian 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 p
Slain 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 strength, dynamic toughness, specific dynamic toughness and damage degree in
crease with the increasin strain rate, which reveals obvious strain rate sensitivity. Adding alumina bubble aggravates the damage of spec
imens and results in a decrease in dynamic strength and dynamic toughness, while the specific dynamic toughness is improved. Addin
basalt fiber is effective in decreasing the damage of specimens and enhancing the strength and toughness 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 strength; dynamic compressive toughness
因此,本研究以氧化铝空心球作为轻集枓制备轻质混
0)引言
凝士,同时掺入玄武岩纤维进行纤维增强,在此基础上利
混凝上是当今世界上使用量最大、最为广泛的首选建用直径100mm的分离式霍普金森压杆(SHPB)试验系
筑材料。近年来,随着其使用环境的不断复杂化以及各类统,研究了不同应变率下氧化铝空心球及玄武岩纤维对混
特殊工程结构的需求,轻质、高强已成为当前混凝土发展凝上动压强度、动压初性、动压比初性以及破坏形态的影
的两个重要方向。纤维增强是目前提高混凝土强度韧性响,以为其进一步的研究、应用提供参考依据。
的一种常用手段,其中玄武岩纤维以其优异的物理力1试验
学性能以及耐高温、耐腐蚀性,是一种制备纤维增强混凝
土的理想纤维材料?,氧化铝空心球是一种新型的高性1.1原材料
能轻质集料,其机械强度可达普通轻质集料的数倍之多,
基体材料:秦岭牌P?O42.5R级水泥;韩城第二发
故将其作为集料掺入混凝土中,不但能够减轻混凝土的重电厂生产的Ⅰ级粉煤灰;霖源牌微硅粉,平均粒径0.1~
量,还能使其具备良好的变形吸能特性,并保持相对较髙0.15wm;石灰岩碎石,粒径范围5~20mm;灞河中砂,细度
的强度。
模数为2.78;自来水;FDN高效减水剂,减水率20%。
收稿日期:20]4-07-11
基金项目:国家自然科学基金资助项目(51378497);国家自然科学基金资助项目(51208507)