高温后玄武岩纤维增强混凝土的冲击变形特性.pdf
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1、第 1 7卷第 5期 2 O 1 4年 1 O月 建筑材料学报 J OURNAL OF BUI L DI NG MATERI AL S Vo1 1 7, NO 5 Oc t 2 O 1 4 文章 编 号 : 1 0 0 7 9 6 2 9 ( 2 0 1 4 ) 0 5 0 7 6 8 0 6 古 日 同皿 后玄武岩 纤维增强混凝土的冲击变形特性 任 韦波 , 许金余 , 张 宗刚。 , 祝 捷 ( 1 空军 工程大 学 机场建 筑工 程 系 ,陕西 西安 7 1 0 0 3 8 ; 2 西北工 业大 学 力 学 与土木 建筑学 院 , 陕 西 西 安 7 1 0 0 7 2 ; 3 9 3
2、1 9 9部 队 机 场 营房处 , 黑 龙江 哈尔 滨 1 5 0 0 0 1 ) 摘要 : 采用 1 0 0分 离式霍普金 森压杆 系统, 研 究 了不 同温度 作 用后 玄武岩 纤 维增强 混凝 土 ( B F R C ) 的冲击变形特性 结果表明: 随着温度及加载速率的升 高, B F R C的变形破碎程度增大, 应 力一 应 变曲线表 现 出塑性特 征 ; 同一 温度 下 , B F R C 的峰值 应 变和 均值 应 变 随平 均应 变率 的增 大 而 增 大, 具有 明显 的应 变率相 关性 ; 同一加 载速 率下 , 随着 温度 的升 高 , B F RC的峰 值 应 变和 均
3、值 应 变 呈上 升趋 势 , 峰值 应 变的应 变率敏 感性 逐 渐增 强 , 但在 2 0 0 时 , B F R C在 较 低加 载 速 率作 用 下 的 均值应变较常温有所减小; 掺入玄武岩纤维可以有效提升 高温后 B F RC的冲击变形能力, 且纤维 掺 量 ( 体 积 分数) 为 0 3 时 , B F R C的 变形优 势最 大 , 但 当温度 与加载 速率 较低 时 , B F R C的均值 应 变较 素混凝 土 小 关键词 :玄武岩纤维增强混凝土 ;高温;分离式霍普金森压杆 ;冲击变形;应变率效应 中图分 类号 : T U5 2 8 0 1 文 献标 志码 : A d o i
4、 : 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 7 9 6 2 9 2 0 l 4 0 5 0 0 4 I m p a c t De f o r ma t i o n Pr o p e r t i e s o f Ba s a l t Fi b e r Re i n f o r c e d Co n c r e t e a f t e r Ex p o s u r e t o El e v a t e d Te mpe r a t u r e s REN We i b o , XU J i n y u , ZHANG Z o n gg a n g。 ,ZHU J i e ( 1
5、De p a r t me nt o f Ai r f i e l d a nd Bu i l d i ng Eng i ne e r i ng,Ai r For c e Eng i n e e r i n g Un i v e r s i t y,Xi a n 71 0 03 8,Ch i n a: 2 Co l l e ge of M e c ha n i c s a n d Ci vi l Ar c hi t e c t u r e,No r t h we s t Pol yt e c hni c Uni ve r s i t y,Xi a n 7 1 00 72,Chi na; 3 A
6、i r p or t a nd Ba r r a c ks Offi c e,Uni t 93 19 9 of PLA ,Ha r bi n 1 5 00 01,Chi na ) Ab s t r a c t :Th e d e f o r ma t i o n p r o p e r t i e s o f b a s a l t f i b e r r e i n f o r c e d c o n c r e t e ( B FRC)a f t e r e x p o s u r e t o d i f f e r e n t t e mp e r a t u r e s a n d s
7、 u b j e c t t o i mp a c t l o a d i n g we r e i n v e s t i g a t e d b y u s i n g a 1 0 0 mm d i a me t e r s p l i t Ho p k i n s o n pr e s s ur e ba r ( SHPB) a p pa r a t us The e xp e r i me nt a l r e s u l t s i nd i c a t e t ha t wi t h t he r i s e o f t e mpe r a t ur e a nd i mpa c
8、t v e l o c i t y,t h e c r u s h i ng de gr e e o f BFRC be c o m e s g r e a t e r a nd s t r e s s s t r a i n c u r ve s e x hi b i t p l a s t i c i t y f e a t u r e s U n de r t he s a m e t e mpe r a t u r e ,t he p e a k s t r a i n a n d a v e r a ge s t r a i n i n c r e a s e wi t h i nc
9、 r e a s e o f a v e r a ge s t r a i n r a t e wi t h ob v i ou s s t r a i n r a t e de p e n de nc yU n de r a f i x e d i mpa c t v e l o c i t y,a n i n c r e a s e i n t e mpe r a t ur e r e s u l t s i n a l a r ge r pe a k s t r a i n a nd a v e r a g e s t r a i n a nd e nh a nc e s t he s
10、t r a i n r a t e s e ns i t i v i t y o f p e a k s t r a i n,bu t a f t e r e x p o s u r e t o 2 0 0 。t h e a v e r a g e s t r a i n o f BF RC u n d e r a l o we r i mp a c t v e l o c i t y i s l o we r t h a n t h a t a t r oo m t e mpe r a t ur e The a d di t i o n o f ba s a l t f i be r c a
11、 n e f f i c i e nt l y i mpr o v e t he de f o r m a t i o n p e r f o r ma nc e O f BFRC a f t e r e x po s u r e t o e l e v a t e d t e mp e r a t u r e s,a nd t he i mpa c t d e f o r ma t i on c a p a bi l i t y o f BFRC i s t he b e s t wi t h 0 3 b a s a l t f i b e r ( v o l u me f r a c t
12、i o n ),b u t u n d e r l o we r t e mp e r a t u r e a n d i mp a c t v e l o c i t y t h e a v e r a g e s t r a i n o f BFRC i s l o we r t h a n t ha t of p l a i n c on c r e t e Ke y wo r d s :b a s a l t f i b e r r e i n f o r c e d c o n c r e t e ( BF RC) ;e l e v a t e d t e mp e r a t u
13、r e ;s p l i t Ho p k i n s o n p r e s s u r e b a r ; 收稿 日期 : 2 0 1 3 - 0 6 0 9 ;修订 日期 : 2 0 1 3 - 0 8 2 3 基金项 目: 国家 自然科学基金 资助项 目( 5 1 0 7 8 3 5 0 ; 5 1 2 0 8 5 0 7 ) 第一作者: 任韦波 ( 1 9 8 8 一 ) , 男, 甘肃 兰州人 , 空军工程大学博士生 E ma i l : r e n w e i b o f h g c 1 6 3 c o rn 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔
14、 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 5期 任韦波 , 等 : 高 温后 玄武岩纤维增强混凝土 的冲击变形特性 7 7 3 维掺量 的增大 , B F R C 3的均值应变较 B F R C 2不增 反 降 3 结论 ( 1 ) 随着温度及加载速率的升高 , 高温后 B F R c 的冲击破碎程度增大 , 试件应力一 应变曲线向右偏移 , 并在峰值点附近出现一段较为平缓的塑性“ 平
15、台区” ( 2 ) 在同一温度下, B F RC的峰值应变 和均值应 变 均随着 平 均应 变 率 的增 大 而 增 大 , 表 现 出 明显 的 应 变率相 关 性 ( 3 ) 在 同一 加 载 速率 下 , 随着 温 度 的升 高 , B F R C 的峰值应变和均值应变呈上升趋势, 且峰值应变的应 变率敏感性逐渐增强, 但在 2 0 0时, 试件在较低加 载速率作用下的均值应变较常温有所减小 ( 4 ) 掺 人 玄武岩 纤 维 总 体 上 可 有 效 提 升 高温 后 B F R C的冲击变形 能力 , 增大其峰值应变和均值应 变 在 本 文 的 试 验 条 件 和 参 数 下 , 当
16、纤 维 掺 量 为 0 3 时, B F RC的变形优 势最大 , 但在 温度与加载 速率较低时, B F RC的均值应变较 同一工况下的 P C 有 所下 降 ( 5 ) 高温后 B F RC的冲击变形特性是加载速率 的强化效应 、 温度损伤的软化效应 以及纤维 的增韧 阻裂效应等相互作用 的综合表现 , 其具体变化机理 还有 待进 一 步 的细观 、 微 观试 验研 究 参 考文献 : 1 2 3 4 5 S1 M J, PARK C, MOON D YCh a r a c t e r i s t i c s o f b a s a l t f i b e r a s a s t r e
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