基于DIC的珊瑚粉高强砂浆裂纹演化与强度阈值分析

摘要

为了研究适用于岛礁建设的低碳、低成本高强砂浆（HSM），以珊瑚粉（CP）等质量替代水泥，替代率分别为0%,5%,10%,15%,20%,25%，通过单轴抗压和巴西劈裂试验，结合数字图像相关（DIC）方法，系统研究CP替代率对HSM力学性能的影响。结果表明：HSM强度随着CP替代率的增加呈“增强-拐点-劣化”三段式演化，5%为拐点，此时抗压、劈裂抗拉强度分别为123.30,29.98 MPa，较无掺CP基准组提高了8.6%和6.2%；当替代率≥15%时，强度显著降低，替代率为20%时，强度已低于基准组。破坏模式由低替代率的单一脆断（平直裂纹、应变带集中）转变为高替代率的拉-剪复合破坏（主裂纹分叉、次生裂纹密集，DIC显示局部化显著增强）。建议岛礁HSM的CP替代率控制在5%～10%，以兼顾结构安全、韧性与材料利用率。

关键词

珊瑚粉 / 高强砂浆 / 单轴压缩 / 巴西劈裂 / 数字图像相关