[发明专利]一种混凝土材料抗冲击韧性的测试评价装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种测试评价装置，具体涉及一种混凝土材料抗冲击韧性的测试评价装置。

背景技术

混凝土由于具有原料丰富、价格低廉、生产工艺简单、抗压强度高、耐久性好、强度等级范围宽等特点而成为了当今世界上用量最大的土木工程材料。但由于混凝土是一种脆性材料，这对混凝土材料的使用造成了严重的不利影响。因此，人们对如何提高混凝土的抗冲击韧性进行了大量的研究，并取得了积极的效果[1，2]。

混凝土是一种脆性材料，在工程的使用中，混凝土在作用荷载远未达到其极限设计强度时就发生了破坏，经大量现场调查分析发现导致混凝土材料破坏的主要原因是动荷载作用下的冲击破坏或者是疲劳破坏，如水泥混凝土路面就是由脆性材料形成的承受动荷载作用薄板结构。如何提高混凝土柔韧性，降低其脆性，一直是混凝土领域致力研究的热点问题[3]。目前，国内外学者经过研究，提出了很多提高混凝土抗冲击抗疲劳破坏的方法。如在混凝土中掺入适量的聚丙烯纤维或者是橡胶粉等材料可以极大的提高混凝土的抗冲击性能，从而延长混凝土材料的使用寿命。绝大多数脆性材料的破坏都是由冲击或振动导致的破坏，因而抗冲击性能是脆性材料力学性能中重要的性能之一[4]。混凝土作为一种脆性材料，评价其抗冲击能力，对产品或结构的选材、抗震设计、可靠性保证等具有重大意义。因此，抗冲击性能也成为评价混凝土材料路用性能的重要指标之一。

然而，目前我国混凝土材料的相关实验规范中对混凝土抗冲击韧性的试验方法及试验流程没有做出明确规定。研究者目前可用的测试方法有摆锤冲击试验[3，5]、弯曲冲击试验[6]或者是美国ACI 544提出的重锤法[2，4]，国内大量学者主要采用了美国ACI 544提出的重锤法，即：混凝土试件尺寸为钢球直径为63.5mm，置于混凝土试件中心，再用1个4.5kg的钢锤从落距457cm的高度自由下落冲击放置在试件中心的钢球，每完成1次冲击即为1个循环。根据混凝土试件出现初裂和终裂的冲击次数对混凝土的抗冲击韧性的高低进行判断。该试验方法虽然简单，但在使用过程中发现，很多混凝土需要冲击几十次甚至几百次才会破坏，在人工进行冲击试验过程中，存在大量的不确定因素会对试验结果造成较大影响，如，每次由人工提升的钢锤提高度未必是475cm，在冲击试验计数较多时容易出现计数错误等。且该试验方法操作因人而异不规范，试验过程费时费力，试验结果离散性过大。

因此，开发一种操作规范、效率高、测试数据可靠的混凝土材料抗冲击韧性的实验测试装置及评价指标对人们研究和进一步提高混凝土的抗冲击韧性具有非常重要的意义。

参考文献：

[1]赵志远，毕乾，王立燕，等.废橡胶颗粒改性水泥基材料的塑性开裂和抗冲击性能.混凝土与水泥制品，2008，(4)：1-6.

[2]杨成忠，刘新荣，李虹，等.掺加聚丙烯纤维对路面混凝土抗冲击韧性的影响.重庆建筑大学学报，2008，30(6)：43-47.

[3]刘克，焦安梅，李海松，等.码头面层纤维混凝土抗冲击性能的试验研究与评价.水运工程，2011，(2)：16-22.

[4]代晓妮.掺聚丙烯纤维的水泥混凝土路面薄层快速修补材料性能研究[硕士学位论文].长沙中南大学，2009.

[5]Bo Xu，Houssam  A，Toutanji，et al.Impact resistanceof poly(vinyl alcohol)fiber reinforced high-performanceorganic aggregate cementitious material.Cement and ConcreteResearch，2010，40(2)：347-351.

[6]邓宗才，薛会青，刘爱军.纤维素纤维及混杂纤维混凝土的抗弯冲击性能.北京工业大学学报，2008，34(11)：1149-1154.

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种操作规范、试验简单、测试结果可靠的混混凝土材料抗冲击韧性的测试评价装置。