混杂纤维水泥基复合材料的声发射特性研究.pdf

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1、2014年第8期混凝土与水泥制品2014No．88月CHINAC0NCRETEANDCEMENTPRODUCTSAugust混杂纤维水泥基复合材料的声发射特性研究贺亮，赵静茹，倪源(1．安徽理工大学土木建筑学院，淮南232001；2．江苏科技大学土建学院，镇江212003)摘要：采用普通硅酸盐水泥、硅灰、粉煤灰、外加剂、微镀铜钢纤维以及PVA纤维进行水泥基复合材料配比试验，设计和制造了尺寸为150mmxl5OmmX3OOmm的棱柱体轴心抗压试件，通过实验和分析得到了三种不同应力条件下的声发射特征参数。关键词：声发射；水泥基复合材料；特征参数；轴心抗压Abstr

2、act：TAseriesofproportioningtestsofcement—basedcompositeswithordinaryportlandcement，silicafume，flyash，admixture，microcoppercoatedsteelfiberandalsoPVAfiberarecarriedout，andhexagonalprismspecimenswithdimensionsof150mmxl50mmx300mmforaxialcompressionaredesignedandmanufactured。Characteris

3、ticparame—tersrespondingtoacousticemissionunderthreedifferentstressconditionsareobtainedthroughexperimentalandanalyti—calresults．Keywor~：Acousticemission；Cement-basedcomposites；Characteristicparameters；Mechanicalproperties中图分类号：TU6文献标识码：A文章编号：1000—4637(2014)08-48-030前言本文通过对混杂纤维水泥基复合

4、材料制作的本试验研究的混杂纤维水泥基复合材料是由棱柱体试件进行轴心抗压破坏试验[81，对比了三种水泥、硅灰、粉煤灰、外加剂、微镀铜钢纤维以及不同应力条件下声发射性能和特征参数[91，可为解PVA纤维1经拌和水化形成的一种多相复合材料。释水泥基复合材料的破坏机理和破坏规律以及指该材料内部含有很多不同性质的裂缝、缺陷及构造导工程实践提供一定的参考。上的差别，其破坏过程实质上是一个由原始裂隙到1试验方法微裂缝产生，最后宏观裂缝拓展的连续过程_2-41。水1．1原材料泥基复合材料内部结构的特点决定了在不同应力42．5级普通硅酸盐水泥；Ⅱ级粉煤灰，0．045mm条件下不

5、同的破坏性能。与之对应，水泥基复合材方孔筛筛余量18．6％，密度2．2g／m；贵州产硅灰，料在不同应力条件下的声发射性能也必然有很大0．045mm方孔筛筛余量6％，密度2．1dm；砂为普通的差异[sq。声发射作为一种无损检测手段和研究方河砂，细度模数2．67，粒径0．25-0．35mm；钢纤维为法[63，通过测量和分析水泥基复合材料在受力过程直径0．2ram，抗拉强度2850MPa的镀铜微钢纤维；日中发出的声发射(AE)信号可以推断内部结构的变本PVA纤维，直径0．26ram，抗拉强度1560MPa；聚化[71。因此，无损检测首先要解决的问题就是要研究羧酸高效

6、减水剂，密度5．1g／m。，pH值8．5。具体配水泥基复合材料在不同受力条件下的声发射特性。合比见表1。表l试验用配合比基金项目：国家自然科学基金项目(51178356，51378398)；浙江省自然科学基金项目(Y105433)。—．48—．2014年第8期混凝土与水泥制品总第220期的大小有直接关系，不受门槛影响，直接决定试件力接近极限应力时出现了幅度50～65db的信号，信的可测性，常用于波源的类型鉴别，其强度及衰减号能量较强，表现出突变增长的趋势。测量幅度大小(幅值)用dB来表示。声发射信号的2．2．2声发射信号幅度与持续时间分布特征幅度分布与能量分布

7、就是在信号峰值幅度的不同持续时间是指信号第一次越过门槛至最终降范围内，分别对声发射能量进行统计分析，进而研至门槛所历程的时间间隔，持续时间与振铃相关，究声发射能量的分布规律。图4～图6为三种应力水近似于振铃计数与传感器每一次振荡时间周期的平下声发射能量的幅值分布。乘积。声发射信号能量与持续时间分布就是在信号由图4～图6可以看出，应力为30MPa时，声发峰值持续时间的不同范围内，分别对声发射能量进射信号的幅度主要集中在40~50db范围内，能量值行统计分析，进而研究声发射能量的分布规律。图较低；应力为45MPa时，出现少量幅度45～50db的7～图9为三种应力水

8、平下声发射能量的持续时间信号，但信号能