高温后超高韧性水泥基复合材料冲击破碎分形特征分析

作者:赵昕;徐世烺;李庆华; 刊名:土木工程学报 上传者:徐志刚

【摘要】采用了Ф80mm的分离式Hopkinson压杆对经历不同温度(常温、200℃、400℃、500℃、600℃、800℃)后的混杂纤维UHTCC材料进行了三组冲击气压下(0.35MPa、0.45MPa、0.55MPa)的动态压缩试验,收集冲击破碎后的试块进行分形特征分析。利用X-CT和SEM扫描电子显微镜对高温后试样的内部结构进行观测,从微观上解释了碎片分形特征随温度变化的原因。结果表明:UHTCC的分形维数随着冲击气压的增大而增大,耗能能力随着分形维数的增加呈指数式上升。与传统混凝土材料不同,UHTCC的分形维数随着温度的升高而降低,800℃时其分形维数接近于混凝土。UHTCC中PVA和钢纤维的协同阻裂作用改变了裂纹的发展路径,造成断裂面粗糙度增加,这可能是分形维数高于混凝土的原因;随着温度的增大,纤维桥联作用的弱化、温度裂纹的出现以及水化产物的分解导致材料断裂面粗糙度降低,分形维数逐渐接近于混凝土。

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