Pilotní lomové testy speciálních jemnozrnných kompozitů

Pilot fracture tests of special fine-grained composites

článek ve sborníku mimo WoS a Scopus

čeština

Příspěvek se zabývá pilotním stanovením lomově mechanických parametrů speciálních jemnozrnných cementových kompozitů s ultra vysokými užitnými vlastnostmi. Kompozity vycházely ze základní receptury a lišily se přítomností vysokopevnostního kameniva a/nebo ocelových vláken. Byly připraveny následující varianty: kompozit z cementové pasty (referenční), kompozit s přídavkem vysokopevnostního kameniva, kompozit s přídavkem ocelových vláken bez přítomnosti vysokopevnostního kameniva a nakonec ocelovými vlákny vyztužený materiál s přídavkem vysokopevnostního kameniva. Zkušební tělesa měla nominální rozměry 40 × 40 × 160 mm a byla po 130 dnech zrání opatřena zářezy uprostřed rozpětí do 1/3 výšky těles. Z každého kompozitu byly zkoušeny 3 vzorky. Tělesa byla podrobována testům v tříbodovém ohybu, při kterých byly zaznamenávány diagramy síla vs. průhyb uprostřed rozpětí (F–d diagramy). Po korekci těchto diagramů se s využitím modelu efektivní trhliny a metody lomové práce stanovily hodnoty statického modulu pružnosti, efektivní lomové houževnatosti, efektivní houževnatosti a specifické lomové energie. Po lomových experimentech se na jednom ze zlomků určovaly hodnoty informativní pevnosti v tlaku a na druhém pevnosti v příčném tahu. Kompozity byly navíc odzkoušeny na odolnost vůči penetraci průbojného projektilu 7,62 mm × 54R API B32 za účelem nalezení vztahu mezi lomově-mechanickými parametry a balistickou odolností daného materiálu.

The paper deals with a pilot determination of mechanical fracture parameters of special fine-grained cement based composites. Four composites based on ultra high performance concrete were investigated. The composites were prepared from the same recipe, but differed in the presence of high-strength aggregates and/or steel fibres. The following composites were prepared: a cement paste composite (reference set), a composite with the addition of high-strength aggregate, a composite with the addition of steel fibres but without high-strength aggregate, and finally a steel fibre-reinforced composite material with the addition of high-strength aggregate. The test specimens had nominal dimensions of 40 × 40 × 160 mm and were provided with notches in the middle of the span up to 1/3 of the height of the specimens after 130 days. 3 samples from each composite were tested. The specimens were subjected to three-point bending tests, in which force vs. displacement (deflection in the middle of the span) diagrams (F–d diagrams) were recorded. After correction of these diagrams, the values of static modulus of elasticity, effective fracture toughness, effective toughness and specific fracture energy were determined using the Effective Crack Model and the Work-of-Fracture method. After the fracture experiments, the values of the informative compressive strength were determined on one of the parts and on the other the tensile splitting strength. In addition, the composites were tested for penetration resistance of 7.62 mm x 54R API B32 projectile in order to find the relationship between mechanical fracture parameters and ballistic resistance of the investigated materials.

kompozit s ultra vysokými užitnými vlastnostmi, lomový test, diagram síla–posun, lomově-mechanické parametry

ultra-high performance composite, fracture test, load–displacement diagram, mechanical fracture parameters

ROZSYPALOVÁ, I.; BYSTRIANSKA, E.; KOUTNÝ, O.; DANĚK, P.; FRANTÍK, P.; KERŠNER, Z.

27. 11. 2020

978-80-907611-3-1

Sborník ke konferenci 27. Betonářské dny

503

508

4