颗粒冲击引起混凝土材料的损伤
岳汉威 ’，马振珠 ’，包亦望 ，，刘叶栋 ，张立君 ，，蔡亚楠
(1．中国建筑材料检验认证 中心 ，北京 100024；2．中南大学 资源加工与生物工程学院 ，湖南 长沙 410083)
摘 要 ： 利用冲击球压法对标 准养护室 、室外 、水以及 5％Na2sO 溶液环境下的 C30混凝土试件进行了试验 。对混凝土应力一压痕 尺寸
关系和压痕形 貌进行 了评价和描述 。试验结果表 明：当冲击应力一压痕尺寸关系超过某一临界点后，压痕增 大的速率远远大 于应力 的增
长 ，Na：SO,溶液 和水环境 中的试件尤为 明显 ；对压痕形貌 的观察发现 ，室外和 Na，s0 溶液中的试件其损伤最为强烈 ，具体表现为压痕周围
发生 了较为剧烈 的颗粒脱落和松动 。
关键词 ： 冲击球压 ；混凝土 ；损伤；压痕
中图分类号 ： TU528．Ol 文献标志码 ： A 文章编 号： 1002—3550(2010)0l一0叭O一02
Damage of concrete caused by particle impacting
IfUE Han—wei ，MA Zhen-zhu ，BA O Yi—wang ，LIU Ye—dong ，ZHANG L un ，CAIYa-nan。
(1．China Building Meterials Testing&Certification．Beijing 100024．China；
2．School ofMinerals Processing and Bioengineering，Cemer South University，Changsha 410083，China)
Abstract： Concrete will be affected in standard curing room ．outdoors．in water and in 5％ Na2S04 solution．C30 concrete in these environment
was experimentalized by sphere impacting．The relation of concrete impacting stress versus indentation size and the indentation morphology were
evaluated and characterized．Experim ental results indicate that the rate of indentation size increa~ exceeds much larger th an that of stress increase
when stress—indentation size surp asses certain critical point，especially in Na2SO4 solution and water．The observation of indentation m o~ hology
shows that the strongest specimen damage happens outdoors and in N~SO4 solution，m anifested as intense particle detachm ent and looseness
around the indentation．
Key w ords： sphere im pacting；concrete；damage；indentation
0 引 言
混凝土作为应用最广泛的工程材料往往曝置于 自然环境中，
服役期间会不 同程度地受到环境 、气候等因素的影响而导致性能
下降 ；此外 ，应用于交通 、道路工程的混凝土常常会遭遇如下情况 ：
(1)车辆 的碾压 ；
(2)小颗粒小石子的冲击 ；
(3)其他人 为的或间接人 为的影响 。
损 、环境等 因素 的继续作用下 自发地进行 扩展 、并合 ，因此这些
损伤无疑是侵蚀介质侵入混凝土内部的首选通道。在这些因素
的协 同作用下 ，混凝 土的力学性能和耐久性 必然会加速地 恶
化 。值得注意的是 ，大部分人对颗粒损伤引起 混凝 土破 坏的现
象报 以轻视的态度 ，想 当然地将颗 粒损伤混凝土看做是 “以卵
击石”的效果 ，大大阻碍了这方面的研究。
1 试验
这些颗粒 与混凝 土接触 的问题 可以近似于小球 与半无 限 1．1
体的接触问题Il1，即球头冲击。混凝土是准脆性材料，受到这些
原材料
水泥 ：冀 东水泥 厂生产 的普通硅 酸盐水 泥 ；砂 ：标 准天然
颗粒作 用时很容易产生局 部的表面损伤 ，产 生的损伤会在磨 砂 ；石 ：碎石 ；水 ：自来水 。配合比见表 1。
表 1 混凝土配合 比
混 凝土 由单 卧轴强 制式搅 拌机 拌合 ，搅 拌 3 rain后装 入
100 mmxl00 mm 的试模 中振动成型 ，每组 6个试件。养护 24 h
后拆模 ，将其分 别移置标准养护室 、水 中 、室外以及质量分数为
5％的 Na，SO,溶液直至所需龄期 。
1．2 冲 击球 压试验
进行试 验前先对试 件进行 打磨和抛光 。利 用 自制 的弹簧
收稿 日期 ：2009-07-22
基金项目：国家高技术研究发展计划(863计划 )(2007AA03Z526)
· 1O ·
冲击 锤在试 件表 面进 行球头 冲击试 验 ，弹簧 压缩量 随高度 的
不 同共 设 6个档位 ，试 点的选取 尽量距 试件边 缘较远 以确保
压人 不受到试 件边缘 的影 响 ；每组试件 布置 36个测点 ，选取
合理 的测点 记录 冲击力值 和压痕 尺寸 ，压痕 的尺寸取 横纵两
次测量的平均值。利用数码照相机对压痕的宏观形貌进行
拍摄 。

因本站资料资源较多，启用了多个文件服务器，如果浏览器下载较慢，请调用迅雷下载，特别是超过了5M以上的文件！请一定调用迅雷，有时候速度就会飞起哦，如果您的浏览器自动加载了PDF预览，文件太大又卡死，请按下载说明里的把PDF插件关闭了就可以直接下载，不会再预览了！