【摘 要】
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地聚物混凝土(GPC)是近年来国际研究上非常活跃的一种新型无机聚合物材料之一。其具有性能好、原料来源广泛、工艺简单、能耗少、环境污染小等优点,是一种可持续发展的绿色环保材料。已经逐渐被应用于土木工程、交通工程等领域。以往针对地聚物混凝土的研究大多局限于准静态加载条件下的材料性能研究,仅在单轴压缩、劈裂拉伸和弯曲载荷下进行研究。针对地聚物混凝土的冲击特性和动态力学性能的研究非常有限。然而,建筑结构在
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地聚物混凝土(GPC)是近年来国际研究上非常活跃的一种新型无机聚合物材料之一。其具有性能好、原料来源广泛、工艺简单、能耗少、环境污染小等优点,是一种可持续发展的绿色环保材料。已经逐渐被应用于土木工程、交通工程等领域。以往针对地聚物混凝土的研究大多局限于准静态加载条件下的材料性能研究,仅在单轴压缩、劈裂拉伸和弯曲载荷下进行研究。针对地聚物混凝土的冲击特性和动态力学性能的研究非常有限。然而,建筑结构在其设计寿命期内都很可能会受到动力荷载,如地震、高速冲击荷载或爆炸荷载等,而且工程材料和结构在冲击载荷作用下的响应与在准静态载荷作用下的响应明显不同,所以了解材料在高应变率下的特点是非常必要的。本文主要针对高强度和普通强度地聚物混凝土的动态力学性能进行了试验研究。(1)本文首先说明了本次试验所选用的地聚物混凝土制备方法及加工手段,并且说明了进行动态力学试验所需试验装置、试验原理以及不同动态力学性能试验的材料强度、应变率的计算方法;(2)研究了不同强度地聚物混凝土在准静态压力荷载下的圆柱体抗压强度;(3)采用分离式霍普金森杆进行动态冲击压缩试验研究,得到不同应变率下的破坏形态,并给出了不同强度地聚物混凝土动态抗压强度动力放大系数的经验公式。针对地聚物混凝土动态拉伸性能,首先进行了不同强度地聚物混凝土在准静态加载荷载下的劈裂试验,得到地聚物混凝土的准静态劈裂抗拉强度。随后分别采用英斯特朗动态劈裂试验和霍普金森动态层裂试验,得到地聚物混凝土在不同应变率下的破坏形态,并通过计算得到两种试验方式下地聚物混凝土的动态抗拉强度和动力放大系数经验公式,并对二者试验结果进行了对比分析。本文通过以上对不同强度地聚物混凝土动态力学性能的试验研究,分析了材料的动力破坏形态、高应变率下的应变率效应以及应力应变关系,为今后地聚物混凝土应用于建筑结构抗爆构件,以及对此类构件动态力学性能进行数值模拟提供一定的理论基础。
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