冲击作用下碳纤维混凝土的力敏性试验研究

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1、≯≯4传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2016年第35卷第1期研究与DOI：10．13873／J．1000-9787(2016)01--0004--03～探一讨冲击作用下碳纤维混凝土的力敏性试验研究李尚青，苏健军，孔霖(西安近代化学研究所，陕西西安710065)摘要：碳纤维混凝土(CFC)具有良好的力敏特性，能制成传感器用于混凝土结构的状态监测。利用钢球自由落体撞击圆柱形试样，进行了老化前后和不同撞击高度的试验，并分析了各因素对试样力敏性的影响。试验结果表明：试样的电阻变化对冲击

2、作用响应快；老化前的试样在承载较小时，试样处于弹性区，电阻随压力增大而减小，承载较大时，试样进入弹塑性区，电阻随压力增大而增大；老化后的试样，承载即进入弹塑性区。关键词：碳纤维混凝土；冲击作用；力敏性中图分类号：TU528．5文献标识码：A文章编号：1000-9787(2016)01--0004--03ExperimentalstudyofforcesensitivepropertiesofcarbonfiberconcreteunderimpactactionLIShang-qing，SUJian-jun，KONGLin(Xi’anM

3、odernChemistryResearchInstitute，Xi’an710065，China)Abstract：Carbonfiberconcrete(CFC)hasgoodforcesensitivepropertiesandcanbemadeintosensorandusedinconditionmonitoringofconcretestructure．Thetestsbeforeandafteraginganddifferentimpactheightiscarriedoutusingimpactactionoffree—

4、fallingsteelballstrikingcylindricalspecimens．Testresultsshowthatresistancechangeofspecimenscanmakeaquickresponsetoimpactaction；specimensbeforeagingareatelasticstagewhenloadingissmall，resistancedecreasesasloadgetshigher．Specimenswillbeatelasto-plasticstageafteraging，resis

5、tanceincreasesasloadgetshigher．Keywords：carbonfiberconcrete(CFC)；impactaction；forcesensitiveproperty0引言认为能应用于道路测重系统J。基于CFC的力敏性研发混凝土经过两百多年的发展，已成为现在应用最为广的CFC传感器，不仅能很好地实现和被测混凝土结构的兼泛的建筑材料。在长期的使用过程中，混凝土会由于疲劳容，还有着价格低廉、操作性好、使用寿命周期长等传统传效应、材料老化等原因发生损伤，最终可能失效导致突发事感器不具备的优势，适合内嵌于大体积

6、混凝土中进行状态故，还可能承受冲击荷载，特别是国防工程中的混凝土结构监测。面对弹药的侵彻、爆炸等的作用，更容易发生断裂等损伤，目前有关CFC力敏性的研究主要是在准静态加载情从而危及建筑和人员的安全，所以，对混凝土建筑结构的状况下进行，陆见广进行了碳纤维智能混凝土梁在石球撞击况进行及时监测十分重要。产生冲击荷载作用下的力电效应研究，其他有关冲击作美国的ChungDDL教授发现，在混凝土中添加一定用下的研究很少。本文进行了圆柱形CFC试样在冲击载量的碳纤维能使得混凝土具有良好的压力电阻效应。荷作用下的力敏性试验研究，为将其作为传感器应用于混

7、在国内，武汉理工大学的李卓球课题组最早开展了碳纤维凝土结构状态监测提供依据。混凝土(carbonfiberconcrete，CFC)的力敏性研究，哈尔1试验滨工业大学的欧进萍等人定型了一种CFC传感器，能实现1．1试样的制作对0～10MPa输入范围的压力测量，汕头大学的谢慧才等人研究了CFC梁构件弹性应力自监测的规律J，沈阳建筑大CFC试样制作采用的原材料包括：复合硅酸盐水泥学的吴献等人研究CFC三向受压状态下力学与电学性能，P·C32．5R，本地细砂，自来水，硅灰，短切PAN基碳纤维，收稿日期：2015—11一ii第l期李尚青，等：冲

8、击作用下碳纤维混凝土的力敏性试验研究5甲基纤维素(分散剂)，磷酸三丁酯(消泡剂)，聚羧酸减水试样承受了钢球的两次撞击，在两个跃升区域的放大图中，剂。碳纤维的性能参数如表1。均出现了先下降，再跃升的现象，说明