活性粉末混凝土高温后冲击力学性能研究_王立闻

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活性粉末混凝土的力学性能及应用

活性粉末混凝土的力学性能及应用摘要：活性粉末混凝土是一种新型高性能混凝土，简称RPC(Reacfive Powder Concrere) 国内外很多学者已开展了活性粉末混凝土的研究工作，已取得了一定的成果。

本文就活性混凝土的主要力学性质进行阐述，并对其应用前景进行分析。

关键词：活性粉末混凝土；力学性能；粉煤灰。

1概述活性粉末混凝土(RPC)是由世界最大的营造公司之一法国布伊格(Bouygues)公司以Pierre Richard为首的研究小组在1993年率先研发成功的一种超高强、高韧性、高耐久性、体积稳定性良好的水泥基复合材料。

由于增加了组分的细度和反膻活性，因此它被称为活性粉末混凝土(Reaclive Powder Concrete，简称为RPC)。

世界上第一座以RPC为材料的步行／自行车桥位于加拿大魁北克省的谢布洛克(Sherbmoke)市。

该桥于1996—1997年期间建成的。

采用RPC钢管混凝土桁架结构。

桥跨度60m，桥面宽4．2m。

桥面板厚为30mm，每隔1．7m设置高70mm的加强肋。

桁架腹杆是直径为150mm、壁厚为3mm的不锈钢管、内灌RPC200。

下弦为RPC双梁，梁高380mm；均按常规混凝土工艺预制。

每个预制段长10m、高3m，运到现场后用后张预应力拼装。

1998年8月在加拿大召开的高性能混凝土与活性粉末混凝土国际研讨会上，就RPC的原理、性能和应用进行了广泛的讨论，与会专家一致认为：作为一种新型混凝土，RPC具有广阔的应用前景。

2 活性粉末混凝土的基本原理RPC是一种高强度、高韧性、低孔隙率和极低渗透性的超高性能混凝土。

它主要由水泥、石英砂、石英粉、硅灰、钢纤维和高效减水剂组成，采用适当的成型和养护工艺制成的。

它的基本配制原理是：材料含有的微裂缝和孔隙等缺陷最少，就可以获得由其组成材料所决定的最大承载能力，并具有特别好的耐久性。

根据这个原理，RPC所采用的原材料平均颗粒尺寸在0.1μm到1mm之间，目的是尽量减小混凝土中的孔间距，从而使拌合物更加密实。

活性粉末混凝土冲击压缩性能研究的开题报告

活性粉末混凝土冲击压缩性能研究的开题报告一、研究背景目前，建筑材料的研究和应用得到了越来越多的关注。

活性粉末混凝土是一种以硅酸盐、硅酸钙等活性粉末材料为主体的新型建筑材料。

该材料的主要特点是强度高、耐久性能好、化学活性强等优点。

因此，活性粉末混凝土被广泛应用于桥梁、隧道、地铁、高层建筑等重要工程。

在实际使用中，活性粉末混凝土往往会受到不同程度的冲击和压缩。

因此，研究活性粉末混凝土的冲击压缩性能具有重要的理论和实践意义。

二、研究目的本研究的目的是探究活性粉末混凝土在不同冲击速度和压缩状态下的力学性能。

并通过理论和实验相结合的方法，系统评估活性粉末混凝土的冲击压缩性能，为其在工程实践中的应用提供科学依据。

三、研究内容1.文献综述：对目前国内外活性粉末混凝土的研究现状进行全面的总结和分析，重点探讨其冲击压缩性能等方面的研究现状。

2.理论分析：利用有限元方法对活性粉末混凝土在冲击和压缩状态下的力学性能进行数值模拟，探究其变形、应力等常见参数的变化规律。

3.实验设计：设计活性粉末混凝土冲击压缩实验，同时考虑不同冲击速度和不同压缩状态对材料的影响，测量和分析其应变和应力等物理特性。

4.数据处理与分析：通过理论和实验结果的比较和分析，探讨活性粉末混凝土的冲击压缩性能的规律及其影响因素。

四、预期结果通过本研究，期望能够:1.全面深入地了解活性粉末混凝土的性能特点和研究现状；2.探究活性粉末混凝土在冲击和压缩状态下的力学特性及其变化规律；3.系统评估活性粉末混凝土的冲击压缩性能与相关参数之间的关系；4.寻找提高活性粉末混凝土冲击压缩性能的途径和方法，为其在工程实践中提供科学依据。

五、研究方案1.文献综述（时间：1个月)重点收集和分析国内外近10年来活性粉末混凝土相关文献，总结其研究现状，探讨存在的问题和发展方向。

2.理论分析（时间：2个月）利用有限元方法，建立活性粉末混凝土冲击和压缩数值模型，探究其冲击压缩性能规律及影响因素。

活性粉末混凝土高温后冲击力学性能研究

摘要：利用分离式Ｈｐｉｏ压杆系统，ｏｋｓｎｎ采用铅片作为整形器，分别对常温下、０６０及８０高温过火后４％、０￣０Ｃ０￣Ｃ
的ＲＣ试样进行单轴冲击压缩实验。研究高温后钢纤维对ＲＣ材料动态力学性能及吸能特性的影响规律。结果表明，ＰＰ高温过火前后钢纤维对ＲＣ均有增强和增韧的作用。高温后因ＲＣ塑性流动性能的增强，ＰＰ导致钢纤维的增韧作用减弱。
振第３ｌ卷第１６期
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ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＶＩＢＲＡＴＯＮＩＡＮＤＨＯＣＳＫ
活性粉末混凝土高温后冲击力学性能研究
王立闻，庞宝君，林敏，张凯，陈勇，王少恒
１０８）５００
（哈尔滨工业大学空间碎片高速撞击研究中心，哈尔滨
ＲＣ动态抗压强度高温后损失的速率高于韧性指标。分析ＲＣ材料冲击压缩过程的能量机制，ＰＰ发现钢纤维提高了ＲＣＰ
的能量吸收率，因此能量吸收能力也得到了增强。利用ＳＭ扫描电镜，ＲＣ材料微观结构变化的角度分析了其高温Ｅ从Ｐ后宏观力学性能降低的原因。关键词：活性粉末混凝土；分离式Ｈｐｉｓｎ压杆；ｏｋｎｏ高温过火后；动态力学性能；吸能特性
ａｄｔｕｈｎｓｆＲＰＣｂｆｒｎｔｒｅｐｓｒｎｈｇｅｅａｕｅｎｏｇｅｓｏｅｏｅａｄａｅｘｏｕｅｉｉｈｔｍｐｒｔｒ．Ａｆｅｘｏｕｅｉｉｈｔｍｐｅａｕｅ，ｄｅｔｉｈｅｆｔｒｅｐｓｒｎｈｇｅｒｔｒｕｏａｈｇｒ

掺聚丙烯纤维活性粉末混凝土高温后力学性能研究

收稿日期：２０１８—０２—０８；修订日期：２０１８—０５—０７
１试验设计
作者简介：李根，男，１９７５年生，内蒙古武川人，讲师，主要从事结构
工程研究。地址：山西省晋中市（省高校园区）文化街３６９号，Ｅ—ｍａｉｌ：
ｌｉｇｅｎ０７０５＠１２６．ｅｏｍ。
１．１原材料水泥：Ｐ·０４２，５水泥，２８ｄ抗压强度５１．４ＭＰａ：石英砂：４０一
Ｏ引言
彬等同对ＲＰＣ高温爆裂性能展开研究，建立了ＲＰＣ爆裂临界温度及时间、空间的模型关系。王立闻等［８１对高温后ＲＰＣ动力
活性粉末混凝土（ＲＰＣ）是以水泥、矿物掺合料作为胶凝学性能展开研究，建立高温后ＲＰＣ材料的率型本构模型。朋
材料，掺入石英砂、外加剂及纤维等形成的多相复合材料。改非等ｑ研究了超高性能混凝土高温爆裂及力学性能，研究ＲＰＣ有着超高的强度、韧性及耐久性能，在桥梁、核能等多个发现：含粗骨料超高性能混凝土抗爆裂性能要优于活性粉末
工程领域得到应用。随着高强、超高强混凝土应用的日趋混凝土。
广泛，其材料的抗火性能得到了广泛关注。李海艳等［５－６１研究
聚丙烯纤维是较为常见的低熔点有机纤维，可以用于改
了不同纤维、试件尺寸、温度等对ＲＰＣ高温后力学性能的影善混凝土的高温爆裂及力学性能。本研究分析了聚丙烯纤维
响，给出了不同温度后ＲＰＣ立方体抗压强度计算公式。刘红掺量对ＲＰＣ高温爆裂及强度的影响，并提出高温后外掺聚丙烯纤维ＲＰＣ抗压强度、抗拉强度的计算公式。
（ＳｈａｎｘｉＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌＴｅｃｈｎｉｃａｌＣｏｌｌｅｇｅ，Ｊｉｎｚｈｏｎｇ０３０６１９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｐａｌｌｉｎｇｔｅｓｔｓｏｆｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｄｅｒｃｏｎｃｒｅｔｅ（ＲＰＣ）ｍｉｘｅｄｗｉｔｈｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅｆｉｂｅｒｗｅｒｅｐｅｒｆｏｒｍｅｄ，ａｎｄｔｈｅｌａｗｏｆｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＲＰＣａｆｔｅｒｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅｆｉｂｅｒｉｎＲＰＣｉｓｂｅｎｅｆｉｃｉａｌｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｓｐａｌｌｉｎｇｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅ．Ｗｈｅｎｔｈｅｖｏｌｕｍｅｆｒａｃｔｉｏｎｏｆｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅｆｉｂｅｒｉｓ０＿３％，ｔｈｅＲＰＣｓｐｅｃｉｍｅｎｄｏｅｓｎｏｔｓｐａｌｌｉｎｇｄｕｒｉｎｇｈｅａｔｉｎｇ．Ｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｔｈｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆＲＰＣｉｎｃｒｅａｓｅｄａｔｆｉｒｓｔａｎｄｔｈｅｎｄｅｃｒｅａｓｅｄ，ａｎｄｔｈｅｃｒｉｔｉｃａｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｗｅｒｅ３００ ℃ ａｎｄ１００ｏＣｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｔｈｅａｍｏｕｎｔｏｆｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅｆｉｂｅｒ，ｔｈｅｒｅｌａｔｉｖｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆＲＰＣａｒｅｇｒｅａｔｅｒａｆｔｅｒｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓ，ｔｈｅｆｏｒｍｕｌａｓｆｏｒｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｔｈｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆＲＰＣｗｉｔｈ０－３％ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅｆｉｂｅｒｃｏｎｔｅｎｔｗｅｒｅｆｉｔｔｅｄｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅｆｉｂｅｒ，ｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｄｅｒｃｏｎｃｒｅｔｅ，ｓｐａｌｌｉｎｇ，ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈ

活性粉末混凝土的力学性能及抗冲击性能试验研究

活性粉末混凝土的力学性能及抗冲击性能试验研究活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,简称RPC)是一种强度很高的混凝土,这种材料的力学性和耐久性都非常优异。

关于RPC的养护方法一直是土木工程材料领域的研究热点,对于高强度RPC的研究过程一般都不同于常温养护下的普通水泥材料,通常是采用高温养护等方法来制备。

然而现场实际施工时,构件通常无法采用热养护及特殊的制备工艺,使得RPC的超高性能难以发挥。

因此结合工程项目实际情况,考虑实用性和经济性,通过常规搅拌及成型工艺、自然养护方法开发RPC这一新材料,是拓宽RPC在结构工程应用领域的关键所在。

此外,滑坡、崩塌及落石等地质灾害发生时产生的冲击荷载对混凝土结构安全构成严重威胁。

为了保证混凝土结构具有良好的安全性能,以确保生命和财产安全,研究RPC材料在冲击荷载作用下的抗冲击性能对混凝土结构防震减灾具有重要意义。

本文从RPC材料的选择,然后通过抗折与抗压试验探索合适的配合比,最后进行抗冲击试验并对其相关抗冲击机理进行探讨。

其主要内容如下:(1)基于实验室已有的研究基础,本文在常温养护条件下,主要研究了钢纤维、水胶比和减水剂在常温养护条件下3d、7d、28d及54d对RPC抗压强度和抗折强度基本力学性能的影响。

(2)采用力学性能最优的一组RPC配合比制作RPC混凝土板,利用落锤冲击试验进行抗冲击性能的研究以普通钢筋混凝土RC板作为对照。

试验结果表明:与普通RC板相比,RPC板的落锤冲击持续时间明显延长,冲击速度增大,冲量明显增加;冲击加速度峰值、平均冲击力及最大冲击力均减小;RPC 板四角所承受的动态反力幅值明显大于RC板;RPC板的最大应变均大于RC板。

分析混凝土板的破坏程度,发现RPC板正面接触冲击部位只出现较小的冲击坑,未出现RC板的穿透性破坏,且RPC板背面的裂缝数量均少于RC板,裂缝宽度也明显小于RC板。

以上结果表明常温养护条件下RPC材料的抗冲击性能明显高于RC 材料所制的混凝土板。

混凝土中添加活性粉末的效果研究

混凝土中添加活性粉末的效果研究一、前言混凝土作为一种重要的建筑材料，其性能的优劣直接影响着建筑物的质量和寿命。

在混凝土的制备过程中，添加适量的活性粉末能够有效地提高混凝土的强度和耐久性，改善混凝土的工作性能和抗裂性能。

本文将深入探讨混凝土中添加活性粉末的效果，为混凝土制备提供技术指导和理论支持。

二、活性粉末的定义和分类活性粉末是指具有活性物质的微粉末，其粒径一般小于45μm。

按照其性质和来源的不同，活性粉末可分为水泥类、硅酸盐类、粉煤灰类、矿渣粉类、石灰石类、钛白粉类等多种类型。

其中，水泥类和硅酸盐类活性粉末是混凝土中添加较为常见的两种类型。

三、活性粉末的作用机理活性粉末能够在混凝土中发挥多种作用，主要包括以下几个方面：1、填充作用：活性粉末的粒径较小，能够填充混凝土中的细孔、毛细孔等空隙，提高混凝土的密实度和均质性。

2、反应作用：水泥类和硅酸盐类活性粉末能够与水中的氢氧根离子发生反应，生成硬化产物，提高混凝土的强度和耐久性。

3、催化作用：活性粉末能够催化水泥水化反应的进行，促进混凝土的早期强度发展。

4、晶化作用：硅酸盐类活性粉末中的硅酸盐水化产物能够与混凝土中的水化产物相互作用，形成更加稳定的晶体结构，提高混凝土的耐久性和抗裂性能。

四、混凝土中添加活性粉末的优点1、提高混凝土的强度和耐久性：活性粉末能够与水中的氢氧根离子发生反应，生成硬化产物，提高混凝土的强度和耐久性。

2、改善混凝土的工作性能：活性粉末的填充作用能够提高混凝土的密实度和均质性，改善混凝土的流动性和可塑性。

3、提高混凝土的抗裂性能：活性粉末能够填充混凝土中的细孔、毛细孔等空隙，改善混凝土的抗裂性能。

4、降低混凝土的成本：适量添加活性粉末能够减少水泥用量，降低混凝土的成本。

五、实验设计为了探究混凝土中添加活性粉末的效果，我们设计了以下实验：1、材料准备：水泥、细砂、粗骨料、水、活性粉末（水泥类和硅酸盐类各选取一种）。

2、实验分组：将混凝土分为对照组和实验组，对照组不添加任何活性粉末，实验组分别添加水泥类和硅酸盐类活性粉末。

钢纤维活性粉末混凝土高温后动力学特性研究

Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ｄｙａｃｂｅｖｏｒｆｎｏｍａｅｃｉｅｐｎｍｉｈａｉｓｏｒｌｒａｔｖｏｗｄｅｏｃｅｅ（ｒｃｎｒｔＮＲＰＣ）ａｔｅｉｒｒｉｆｒｅｅｃｉｅｎｄｓｅｌｆｂｅｅｎｏｃｄｒａｔｖｐｏｗｄｒｃｎｃｅｅ（ｅｏｒｔＳＦＲＰＣ）ｗｉｈａｔｏｕｘｐｕｅｉ０８０℃ ｗｅｅｉｖｅｔｇｔｄｂｙｓｉｏｉｏｔｎｄｗｉｈｔｅｏｓｒｎ６０．０ｒｎｓｉａｅｐｌｔＨｐｋｎｓｎ
ｐｅｓｒａ（ｒｓｕｅｂｒＳＨＰＢ）ｓｓｅｗｉｈｐｕｓｈｐｉｅｈｌｇｙＴｈｅｄａｉｈａｉｓｏｉｆｒｎｔｍａｅｉｌｙｔｍｔｌｅｓａｎｇｔｃｎｏｏ．ｙｎｍｃｂｅｖｏｒｆｄｆｅｅｔｒａｓａｄｔｆｅｔｏｔｅｉｒｏｎｈｅｅｆｃｆｓｅｌｆｂｅｎＳＦＲＰＣａｒｘｗｅｅａｓｔｉｄｍｔｉｒｌｏｓｕｄｅ．ＴｈｅｒｓｌｈｏｓｔｔａｔｒｅｐｕｒｉｅｕｔｓｗｈａｆｅｘｏｓｅｎｈｇｈｔｍｐｒｔｒｄａｉｏｐｒｓｉｅｓｒｎｇｈｄｃｅｓｓｒｐｄｌｏｔＲＰＣｎｉｅｅａｕｅ，ｙｎｍｃｃｍｅｓｖｔｅｔｅｒａｅａｉｙｆｒｂｏｈＮａｄＳＦＲＰＣｎｄｒｍｉ — ｕｅｄ
ｃｎｒｔ，ｏｃｅｅＮＲＰＣ）钢纤维增强活性粉末混凝土（ｔｅｆｂｒｒｉｆｒｅｅｃｉｅｐｗｄｒｃｎｒｔ，和ｓｅｌｉｅｅｎｏｃｄｒａｔｏｅｏｃｅｅｖ

活性粉末混凝土力学性能的研究

度和抗压强度的影响。关键词：活性粉末混凝土；抗折强度；抗压强度中图分类号：ＴＵ５２８．０４１文献标志码：Ａ文章编号：１００２ — ３５５０（２０１４）０２ — ００８８ — ０３
高技术混凝土，其性能同普通混凝土和现有的高性能混凝土相比有了质的飞跃，超高的抗压强度和抗折强度，有效地解决了普通高性能混凝土的高脆性，并且在经济性和环保方面优于钢材，具有广阔的开发潜力和应用前景，是现代混凝土的主要发展方向之一［１］。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｗｅｒｅｍａｄｅｏｎｍｉｘｒａｔｉｏａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｔｈｅｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｄｅｒｃｏｎｃｒｅｔｅ（ＲＰＣ）．Ｓｔｕｄｙｏｎｅｆｆｅｃｔｔｏｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈ
（１．ＢｅｒｉｎｇＢｏｉｌｄｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓＴｅｓｔｉｎｇＡｃａｄｅｍｙ，Ｂｅｒｉｎｇ１０００４１，Ｃｈｉｎａ；２．ＢｅｒｉｎｇＢＢＭＧＡｕｔｏｃｌａｖｅｄＡｅｒａｔｅｄＣｏｎｃｒｅｔｅＣｏ．，Ｌｔｄ．，
活性粉末混凝土力学性能的研究
李居红，郭勇２，姜德民３

活性粉末混凝土板抗冲击性能试验研究

收稿日期：２０１９－０４－２５；修订日期：２０１９－０８－１０基金项目：国家自然科学基金项目（５１４０８４８７）；陕西省自然科学基础研究计划项目（２０２０ＪＭ－４５４）；中国博士后科学基金第５６批面上项
目（２０１４Ｍ５６２４３７）；陕西省博士后科学基金项目Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙ：ＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ（５１４０８４８７）；ＳｈａａｎｘｉＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＢａｓｉｃＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｊｅｃｔ（２０２０ＪＭ－４５４）；Ｃｈｉｎａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｅｘｐｌｏｒｅｔｈｅｉｍｐａｃｔｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｄｅｒｃｏｎｃｒｅｔｅ（ＲＰＣ）ｓｌａｂｓａｔｒｏｏｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｕｒｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｄｒｏｐｈａｍｍｅｒｉｍｐａｃｔｔｅｓｔｓａｔ１４ｍｈｅｉｇｈｔｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｏｆｉｍｐａｃｔｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅ３ｐｉｅｃｅｓｏｆＲＰＣｓｌａｂｓａｎｄ３ｐｉｅｃｅｓｏｆｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅ（ＲＣ）ｓｌａｂｓ．Ｔｈｅｈｉｇｈｓｐｅｅｄｄｙｎａｍｉｃａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｗａｓｕｓｅｄｔｏｃｏｌｌｅｃｔｔｈｅｄｙｎａｍｉｃａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｓｕｐｐｏｒｔｒｅａｃｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｓｔｒａｉｎｏｆｔｈｅｃｏｎｃｒｅｔｅｓｌａｂｓｉｎｔｈｅｉｍｐａｃｔｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅｄｒｏｐｈａｍｍｅｒ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｉｎｉｍｐａｃｔｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎＲＰＣａｎｄＲＣｓｌａｂｓｗｅｒｅｃｏｍｐａｒｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅＲＣｓｌａｂｓ，ｔｈｅｉｍｐａｃｔｔｉｍｅｏｆｔｈｅＲＰＣｓｌａｂｓｏｂｖｉｏｕｓｌｙｐｒｏｌｏｎｇｅｄ，ａｎｄｔｈｅｉｍｐａｃｔｓｐｅｅｄａｓｗｅｌｌａｓｉｍｐａｃｔｅｎｅｒｇｙｉｎｃｒｅａｓｅｄ．Ｔｈｅｐｅａｋｖａｌｕｅｏｆｔｈｅａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅａｖｅｒａｇｅｉｍｐａｃｔｆｏｒｃｅａｎｄｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｉｍｐａｃｔｆｏｒｃｅｒｅｄｕｃｅｄ．Ａｄｄｉｔｉｏｎａｌｌｙ，ｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｓｕｐｐｏｒｔｒｅａｃｔｉｏｎａｍｐｌｉｔｕｄｅｏｆｔｈｅｆｏｕｒｃｏｒｎｅｒｓｏｆｔｈｅＲＰＣｓｌａｂｓｗｅｒｅｇｒｅａｔｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｔｈｅＲＣｓｌａｂｓａｐｐａｒｅｎｔｌｙ，ａｎｄｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｓｔｒａｉｎｏｆｔｈｅＲＰＣｓｌａｂｓｗｅｒｅａｌｓｏｌａｒｇｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｔｈｅＲＣｓｌａｂｓ．Ａｆｔｅｒａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｄａｍａｇｉｎｇｄｅｇｒｅｅｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅｓｌａｂｓ，ｗｅｆｏｕｎｄｏｎｌｙｓｍａｌｌｉｍｐａｃｔｐｉｔｓｏｎｔｈｅｆｒｏｎｔｐａｒｔｓｏｆＲＰＣｓｌａｂｓ，ａｎｄｔｈｅｐｅｎｅｔｒａｔｉｎｇｄｅｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆＲＣｓｌａｂｓｗａｓｎｏｔａｐｐｅａｒｅｄｉｎＲＰＣｓｌａｂｓ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｃｒａｃｋｓｏｎｔｈｅｆｒｏｎｔｏｆＲＰＣ

高温处理后活性粉末混凝土动力学行为及本构模型研究_王立闻

６卷第４期第２０１２年８月２
高
压
物
理
学
报
ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＨＩＧＨＰＲＥＳＳＵＲＥＰＨＹＳＩＣＳ
Ｖｏｌ．２６，Ｎｏ．４，Ａｕ．２０１２ｇ
（）文章编号：１０００５７７３２０１２０４０３６１０８－－－
图２典型的ＳＨＰＢ实验波形Ｆｉ．２ＴｉｃａｌｓｉｎａｌｏｆｔｈｅＳＨＰＢｅｘｅｒｉｍｅｎｔｇｙｐｇｐ
２．４扫描电镜分析
对常温及４ＰＣ材料宏观力学性能与微观组织结构变化之间的联系，００、６００、８００℃ 高温为了建立Ｒ处理后的Ｒ表面平整、尺寸在１ｃＰＣ基体结构进行扫描电镜分析。从制备好的试样上选取形状规则、ｍ左右的小样作为扫描电镜样品。喷金后进行扫描电镜观察，拍摄有特征的微区形貌。
＊
；修回日期：收稿日期：２０１０１２２７２０１１０１１２－－－－
）ｋｓ０６２１１基金项目：国家空间碎片专题研究基金项目（ｊｐ，：男，博士，主要从事材料动态力学行为及本构关系研究．ａｈｏｏ．ｃｎ１９８３－）Ｅ－ｍａｉｌｗａｎｌｗ８３＠ｙ作者简介：王立闻（ｇ，男，博士，教授，主要从事空间碎片超高速撞击、航天器防护及材料动力学行为研究．１９６３－）通讯作者：庞宝君（：ａｎｂＥ－ｍａｉｌｉｔ．ｅｄｕ．ｃｎ＠ｈｐｇｊ

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powder concrete （ RPC ） samples． Both the untreated specimens and those after exposure in high temperature （ 400℃ 、 600℃ and 800℃ ） were tested in order to investigate the influences of mixed steel fibers on dynamic mechanisms and energy absorption of RPC concrete after exposure in high temperature． The results show ，steel fibers improve the strength and toughness of RPC before and after exposure in high temperature． After exposure in high temperature，due to a higher plastic flow property of PRC ， the improving toughness effect attenuates． The losing ratio of compression strength for RPC is higher than that of toughness parameter． Energy absorption ratio and energy absorption ability for RPC are improved by mixed steel fibers． The scanning electron microscope （ SEM ） technology was used to investigate the microstructural change of the RPC material and the correlation between microstructure and mechanical properties after burnt was discussed． Key words： reactive powder concrete； split Hopkinson pressure bar； after exposure in high temperature； dynamic mechanical properties； energy absorption characteristics RPC ）活性粉末混凝土（ Reactive Powder Concrete， BOUYGUES 1993 是由法国公司在年研制成功的一种
（ Hypervelocity Impact Research Center，Harbin Institute of Technology，Harbin 150080 ，China）
Abstract：
Uniaxialcompression split Hopkinson pressure bar （ SHPB ） experiments were performed for reactive
1. 2
试样制备过程
将原材料按配合比混合，放入水泥砂浆搅拌机中，逐渐加水搅拌，直至均匀。搅拌完成后，将拌合物浇注于内径 36． 5 mm，长度 600 mm 的模具中，在振动台上 24 h 拆模，振动 5 min 成型。试件成型后移入养护室，在 60℃ 蒸汽中养护 3 天。根据 SHPB 实验对试样尺寸的要求，使用切片机将试件制成 Φ36 ． 5 × 23 mm 的圆两端进行精磨，不平行度≤0． 02 mm。柱体，最后将制备好的试样烘干后放入加热炉中加热，由于加热温度达到 800℃ 以上时，试样常出现爆裂现象，较难获得完整的试样，因此本文的过火温度选为 400℃ 、 600℃ 及 800℃ 。升温方式：最初电炉以全功率输出，最高升温速率可达 16℃ / min。随温度升高，升温速率逐渐降低，快达到预定温度（比预定温度低 100℃ 左右）时，电炉进行自动整定，最低升温速率仅为 1℃ / min。达到预定温度时保持该温度 1 h，然后打开 3 h 后取出试件并静置于常温下， 24 h 炉门自然降温，后进行试验。制备好的试样如图 1 所示。
－1 高应变率（ 75 ～ 85 s ）下试样高温过火前后动态力学性能测试结果
Tab． 2 Dynamic testing results of specimens before and after exposure in high temperature under high strain rate （ 75 ～ 85 s － 1 ） 20℃ 类型动态抗相对韧性 / 压强度 / 韧性 / －3 （ J·cm ） % MPa 110． 0 119． 7 131． 7 121． 7 125． 1 1． 18 1． 88 1． 81 1． 90 1． 96 1． 07 1． 57 1． 37 1． 57 1． 57 400℃ 动态抗相对韧性 / 压强度 / 韧性 / －3 （ J·cm ） % MPa 104． 5 113． 3 123． 3 111． 5 118． 9 1． 29 1． 83 1． 88 1． 86 1． 98 1． 23 1． 62 1． 52 1． 67 1． 67 600℃ 动态抗相对韧性 / 压强度 / 韧性 / －3 （ J·cm ） % MPa 77． 6 93． 8 99． 4 95． 5 94． 0 1． 12 1． 38 1． 48 1． 61 1． 69 1． 44 1． 47 1． 49 1． 69 1． 80 800℃ 动态抗相对韧性 / 压强度 / 韧性 / －3 （ J·cm ） % MPa 35． 9 41． 9 48． 5 38． 3 44． 8 0． 56 0． 76 0． 81 0． 67 0． 84 1． 56 1． 81 1． 67 1． 75 1． 88
振第 31 卷第 16 期
动
与
冲
击 Vol． 31 No． 16 2012
JOURNAL OF VIBRATION AND SHOCK

活性粉末混凝土高温后冲击力学性能研究
王立闻，庞宝君，林
摘
敏，张
凯，哈尔滨 150080 ） 400℃ 、 600℃ 及 800℃ 高温过火后要：利用分离式 Hopkinson 压杆系统，采用铅片作为整形器，分别对常温下、
的 RPC 试样进行单轴冲击压缩实验。研究高温后钢纤维对 RPC 材料动态力学性能及吸能特性的影响规律。结果表明，高温过火前后钢纤维对 RPC 均有增强和增韧的作用。高温后因 RPC 塑性流动性能的增强，导致钢纤维的增韧作用减弱。 RPC 动态抗压强度高温后损失的速率高于韧性指标。分析 RPC 材料冲击压缩过程的能量机制，发现钢纤维提高了 RPC 的能量吸收率，因此能量吸收能力也得到了增强。利用 SEM 扫描电镜，从 RPC 材料微观结构变化的角度分析了其高温后宏观力学性能降低的原因。关键词：活性粉末混凝土；分离式 Hopkinson 压杆；高温过火后；动态力学性能；吸能特性中图分类号： TU528． 572 文献标识码： A
表1 RPC 基体配合比 Tab． 1 Mixture proportion of RPC matrix 水胶比水泥 0． 22 1 硅灰 0． 24 石英粉 0． 36 石英砂 109 ～ 212 μm 212 ～ 380 μm 0． 60 0． 60
［7 ］
图2
SHPB 实验装置示意图
Fig． 2 Sketch of SHPB experiment
基金项目：国家空间碎片专题研究基金项目（ kjsp06211 ）收稿日期： 2011 － 01 － 13 修改稿收到日期： 2011 － 07 － 21 1983 年生第一作者王立闻男，博士生，
［2 － 3 ］
28
振动与冲击
2012 年第 31 卷
1
1. 1
材料与实验方法
1． 3
混凝土 SHPB 实验
原材料与配合比水泥： P· O42． 5 型硅酸盐水泥。硅灰：挪威埃肯 5 2 比表面积为 1． 5 × 10 cm / g。石公司生产的中质硅灰，
实验在哈尔滨工业大学空间碎片高速撞击研究中心的 Φ40 mm SHPB 装置上进行的。压杆和子弹的材料均为入射杆、透射杆长度均为 1 800 mm，子弹长高强度合金钢，度 300 mm。图 2 为 SHPB 实验装置示意图。
。应用前景。目前，已经成为研究的新热点 RPC 制备时需掺入钢纤维以改善其脆性特性。随着 RPC 材料在工程中的应用，其服役环境也越来越复杂，存在高温后承受冲击载荷的情况，如火箭发射台导流槽等。这对 RPC 材料的抗火（高温）设计提出了更高的要求，即需要考虑高温后的抗冲击性能。
Impact mechanical properties of reactive powder concrete after exposure in high temperature WANG Liwen，PANG Baojun，LIN Min，ZHANG Kai，CHEN Yong，WANG Shaoheng
英粉：粒径分布为 5 ～ 30 μm，其中 SiO2 含量大于 99． 6% 。石英砂： 109 ～ 212 μm 和 212 ～ 380 μm 两种级配石英砂。钢纤维：高强超细钢纤维，平均 l f = 12 mm，d f = 0 ． 2 mm，抗拉强度不低于 1 000 MPa。减水剂：聚羧酸高效减水剂。 V0． 5 、 V1． 0 、实验共制备 5 类试样，分别为 V0 、 V1． 5 和 V2． 0 。其中 V 代表钢纤维，具体数值代表体积减水剂的用量为掺量。 RPC 基体的配合比见表 1 ， 2． 3% （质量分数），其它均为质量比。