天然纤维混凝土动态力学性能试验研究

发布时间：2020-07-02 17:55

【摘要】：天然纤维(竹纤维和黄麻纤维)混凝土是由水泥浆、粗骨料、细骨料以及均匀分布的天然植物纤维,经过一系列水化反应而形成的土工建材。其既具有节能环保、价格低廉的优点,同时又具备缓冲吸能,增强混凝土的结构韧性,是一种可大力发展的绿色建筑材料。本文着眼于将竹纤维、黄麻纤维混凝土应用于实际工程中的可行性与必要性,简明的介绍了天然纤维混凝土相关力学性能研究的历史、进展与现状。并对本文选择的SHPB冲击压缩和动态劈裂试验方法的实验原理进行了扼要的阐述。对体积分数分别为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的黄麻纤维混凝土和体积分数为0.5%、1.5%、2.5%的竹纤维混凝土进行准静态的压缩和劈裂以及冲击压缩和动态劈裂试验,并对每种试验补充素混凝土作为对照组,得到了两类试验下竹纤维混凝土和黄麻纤维混凝土的主要力学参数,如抗压强度、动态增强因子、峰值应变、韧度指数、劈裂强度、能量耗散、拉压比等。通过分析这些参数随应变率的变化关系,对其中的动态增强因子和韧度指数等一些参数进行拟合,得到相关的经验公式,讨论了纤维的种类以及含量对混凝土力学性能的影响。由此得出了本实验的结论:在动态压缩方面,在很有限的强度下降范围内,纤维提高了混凝土的吸能效果,并且两种纤维混凝土均是在体积掺量为1.5%的时候,强度下降最少却有着最佳的吸能效果,体现了增韧的效果;在动态劈裂方面,竹纤维混凝土的强度有所降低,黄麻纤维混凝土则升高,而两种纤维混凝土的总耗散能都较素混凝土的高,并且都提高了动态的拉压比,体现了增强增韧的效果。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU528
【图文】：

天然纤维混凝土动态力学性能试验研究

SHPB装置

瞬态波形,加载装置,和数,入射

第二章动态 SHPB 试验与试件制备该装置包括子弹、入射杆、试样、透射杆、超动态应变仪、波形存贮器、数据处理系统。如图 2.2 所示分别为合肥工业大学冲击动力学实验室的 74 mm 的直锥变截面 SHPB 装置以及超动态应变仪及数据采集系统。当动力装置充满氮气将子弹从炮膛里打出，测速器测得子弹撞击时的速度，子弹撞击入射杆，在入射杆中产生一个入射脉冲εi(t)，试样在入射杆传来的入射脉冲下产生变形，并向入射杆和透射杆同时分别传播反射脉冲εr(t)和透射脉冲εt(t)，通过入射杆和透射杆上的应变片收集到的脉冲信号由超动态应变仪放大，放大后的信号再经瞬态波形存储器采集并储存，最终的脉冲信号如图 2.3 所示，并经数据处理系统处理以分析试样材料的力学性能。

【参考文献】