冲击荷载下碳纳米管对混凝土劈裂拉伸性能的影响

摘要

利用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置，对不同碳纳米管体积掺量(0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%)的碳纳米管增强混凝土进行了平台巴西圆盘动态劈裂拉伸试验，通过分析碳纳米管掺量和冲击速率对混凝土破坏形态、强度、耗散能等行为特征的影响，研究了冲击荷载下碳纳米管增强混凝土的劈裂拉伸性能，并分析了碳纳米管的强韧化效应。结果表明:随着冲击速率的增大，混凝土的破坏程度等级不断增大。混凝土的动态劈裂拉伸强度、动态劈裂拉伸强度增长因子(DIF)和耗散能均具有冲击速率强化效应。碳纳米管可以提高混凝土的抗冲击破坏能力和动态劈裂拉伸性能，可以增强混凝土动态劈裂拉伸强度和耗散能的冲击速率强化效应。随着碳纳米管掺量的增大，混凝土的动态劈裂拉伸强度、DIF和耗散能均先增大后减小，混凝土动态劈裂拉伸强度和耗散能的冲击速率强化效应均先增强后减弱。碳纳米管的最佳掺量为0.3%。碳纳米管对混凝土动态劈裂拉伸强度和耗散能的最大增幅分别为49.76%、212.45%。

关键词

混凝土 / 碳纳米管 / 冲击速率 / 动态劈裂拉伸性能 / 强度