為保證長期使用砂漿在動(dòng)載作用下的安全性,采用非金屬超聲波檢測儀測量不同碳化齡期試件的縱波波速,引入碳化增強(qiáng)因子η表征碳化深度大小,并利用直徑50 mm變截面分離式Hopkinson壓桿試驗(yàn)裝置開展不同碳化齡期砂漿沖擊動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn),研究碳化后砂漿的動(dòng)態(tài)力學(xué)特性與破碎形態(tài),分析砂漿動(dòng)態(tài)應(yīng)力—應(yīng)變曲線、峰值應(yīng)力和破碎形態(tài)隨碳化齡期變化規(guī)律。結(jié)果表明:隨著碳化齡期的增長,試件波速呈增大趨勢,碳化增強(qiáng)因子η增大,碳化深度增加;碳化齡期相同時(shí),砂漿的動(dòng)態(tài)峰值應(yīng)力、峰值應(yīng)變都隨著沖擊氣壓的增大而增大;沖擊氣壓相同時(shí),砂漿的動(dòng)態(tài)峰值應(yīng)力隨著碳化齡期的增長而增加;試件的破壞形態(tài)主要呈現(xiàn)為壓碎破壞與劈裂拉伸。 

【文章來源】：中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù). 2020年06期 第153-159頁 北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

酚酞溶液處理后的試件

表2 超聲波檢測結(jié)果Table 2 Ultrasonic test results 試件編號(hào) 長度L/mm 初始聲時(shí)值/μs 測量聲時(shí)值/μs 波速/(m·s-1) η TH00-0.25 27.63 3.2 10.4 3 837 1.03 TH00-0.35 25.97 3.2 10.8 3 417 0.92 TH00-0.45 26.47 3.2 10.8 3 767 1.01 TH00-0.55 27.59 3.2 10.4 3 831 1.03 TH03-0.25 23.44 3.2 9.6 3 662 0.99 TH03-0.35 25.56 3.2 9.9 3 993 1.08 TH03-0.45 23.37 3.2 10.0 3 911 1.05 TH03-0.55 28.60 3.2 10.8 3 763 1.01 TH07-0.25 26.10 3.2 10.4 3 625 0.98 TH07-0.35 24.26 3.2 9.6 3 791 1.02 TH07-0.45 26.42 3.2 9.6 4 128 1.11 TH07-0.55 25.21 3.2 10.0 3 707 1.00 TH14-0.25 24.31 3.2 9.2 4 051 1.09 TH14-0.35 25.82 3.2 10.0 3 798 1.02 TH14-0.45 27.70 3.2 10.4 3 848 1.04 TH14-0.55 24.42 3.2 9.2 4 069 1.10 TH28-0.25 27.55 3.2 9.6 4 304 1.16 TH28-0.35 26.71 3.2 9.2 4 451 1.20 TH28-0.45 27.00 3.2 9.6 4 219 1.14 TH28-0.55 23.85 3.2 9.2 3 976 1.07由表2和圖2可知,隨著碳化期齡的增加,試件的縱波波速和碳化增強(qiáng)因子總體呈隨碳化齡期增大趨勢。分析原因,碳化會(huì)導(dǎo)致砂漿內(nèi)部整體孔隙率降低,微觀結(jié)構(gòu)收縮[15],兩端面碳化深度隨碳化齡期增加而加深,波速隨之增大。

試驗(yàn)采用安徽理工大學(xué)沖擊動(dòng)力實(shí)驗(yàn)室直徑50 mm的變截面SHPB試驗(yàn)裝置,如圖3所示,試驗(yàn)采用撞擊桿長度為0.6 m,入射桿和透射桿長度分別為2.40 m和1.20 m。SHPB裝置的撞擊桿、入射桿、透射桿和吸收桿均為合金鋼,密度為7.8 g/cm3,彈性模量為210 GPa,縱波波速為5 190 m/s,對碳化試件實(shí)施沖擊壓縮試驗(yàn),采用二波法處理數(shù)據(jù)。試驗(yàn)前,用游標(biāo)卡尺測出試件高度和厚度并稱重,碳化齡期分別為0,3,7,14,28 d,每個(gè)齡期為1組,每組12個(gè)試件分別用 0.25,0.35,0.45和 0.55 MPa 4個(gè)沖擊氣壓進(jìn)行試驗(yàn),每個(gè)氣壓3塊試件,并從中選取有效性符合標(biāo)準(zhǔn)要求的結(jié)果進(jìn)行對比分析。在進(jìn)行SHPB試驗(yàn)時(shí),每次對試件沖擊之前應(yīng)先將撞擊桿搗入發(fā)射腔至相同位置,并仔細(xì)調(diào)整入射桿端至發(fā)射腔口間的距離,確保在相同氣壓下撞擊桿發(fā)射時(shí)能獲得相同的沖擊加載速度。將入射桿、透射桿和砂漿試件三者放置于同一條軸線上并涂抹凡士林耦合,使截面處足夠光滑,以降低試件與壓桿之間的摩擦作用[16]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]標(biāo)準(zhǔn)碳化環(huán)境下基于材料參數(shù)的混凝土碳化深度多因素計(jì)算模型[J]. 陳正,胡以嬋,趙宇飛,余波.  硅酸鹽通報(bào). 2019(06)
[2]水泥砂漿應(yīng)變率效應(yīng)研究[J]. 楊政文,李金柱,黃風(fēng)雷.  北京理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(06)
[3]長觀試件混凝土自然碳化與加速碳化的相關(guān)性試驗(yàn)研究[J]. 孫彬,毛詩洋,王景賢,邸小壇,任榮洪.  建筑結(jié)構(gòu). 2019(09)
[4]不同沖擊速度下硬煤的力學(xué)特性試驗(yàn)研究[J]. 高強(qiáng),汪海波,呂鬧,宗琦.  中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù). 2019(01)
[5]應(yīng)變率對混凝土動(dòng)態(tài)力學(xué)特性的影響研究[J]. 雷光宇,李瑞.  建筑結(jié)構(gòu). 2018(S2)
[6]反復(fù)荷載作用下碳化混凝土應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系試驗(yàn)[J]. 徐善華,李安邦,崔煥平,劉小微.  哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(12)
[7]高應(yīng)變率下水泥砂漿劈拉強(qiáng)度試驗(yàn)研究[J]. 陳曉洪.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2014(20)
[8]碳化對混凝土微觀結(jié)構(gòu)的影響[J]. 元成方,牛荻濤,陳娜,段付珍.  硅酸鹽通報(bào). 2013(04)
[9]中國橋梁設(shè)計(jì)使用年限的研究[J]. 金小川,周宗紅,金小安,紀(jì)承子.  公路與汽運(yùn). 2012(02)
[10]水泥砂漿在圍壓下的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能[J]. 薛志剛,胡時(shí)勝.  工程力學(xué). 2008(12)



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