刚玉空心球混凝土动态特性实验研究

采用100 mm分离式Hopkinson压杆试验装置研究了刚玉空心球混凝土(HCBC)和素混凝土(PC)在不同应变率下的冲击压缩性能,动态抗压强度和临界应变与应变率之间的关系;以材料本构能的耗散定义损伤变量,分析了HCBC和PC的动态损伤演化规律。结果表明,应力-应变曲线表现出明显的三个阶段:弹性区,平台区和致密区,HCBC的三阶段效应比PC更加明显,表明HCBC脆性小,韧性大;这两种混凝土的动态抗压强度和临界应变与应变率成线性关系,并给出了经验公式,表明HCBC是一种率相关的增强增韧材料;HCBC和PC的损伤发展可以归纳为三个阶段:损伤未发展,损伤稳定发展和损伤不稳地发展;损伤应力槛值和损伤槛值与应变率变化关系不大,损伤应力最大阀值和损伤最大阀值随应变率增大而增大,而且HCBC的损伤应力槛值低于PC的,表明HCBC的韧性较好。这为HCBC作为军事防护工程分配层的填充材料提供了理论指导。

刚玉空心球混凝土静态力学性能试验及应用研究

刚玉空心球混凝土是一种新型混凝土材料,目前关于刚玉球混凝土的制备以及静态力学性能的的研究还没有出现,属于探索性研究。配制体积掺量分别为0、30%、40%、50%的刚玉空心球混凝土,并测试标准养护28 d后静态抗压强度。结果表明:轻质刚玉空心球混凝土抗压强度随掺量的增长而降低,但强度随掺量增加降低幅度不大。通过对轻质刚玉空心球混凝土应力-应变全曲线进行分析、计算,得到相应的力学性能指标。结果表明:轻质刚玉空心球混凝土应力-应变全曲线具有相似的几何特征,其受压破坏过程是渐变的,显示出较好的变形性能,其韧性高于普通混凝土,具有较好的吸能性能。由此可见,刚玉空心球混凝土具有轻质、高强、吸能性较好的优异性能。因此,刚玉空心球混凝土适合应用于人防工程中成层式结构中的分配层。