日本金澤大學理工研究領域地球社會基礎學系的慄橋祐介副教授與室蘭工業大學、太平洋水泥公司組成的產學聯合研究團隊,對世界最高強度的無孔混凝土實施了衝擊測試,明確了其衝擊抗力。
衝擊測試
混凝土是一種多孔材料,其結構中存在空隙。無孔混凝土之所以被稱爲最強混凝土,是因爲它的空隙率最小。透過用真空泵消除空隙及實施加熱固性,可實施與鋼鐵相同或更高的抗壓強度。不過,關於無孔混凝土能承受多大的衝擊,此前並不清楚其詳細的強度特性。
此次研究實施了落錘衝擊測試,試驗發現,透過在無孔混凝土中混合高強度鋼纖維,衝擊抗力得到大幅提高。另外,還根據無孔混凝土的壓縮和拉伸試驗結果,推算了衝擊時的變形量,應答了其精度。
改善建築材料混凝土的品質對地面震動和颱風等天然災害尤其多的日本等國來說是重要課題。該研究成果能爲更廣範地使用無孔混凝土提供基礎,不僅是樓宇和橋樑,還可用於保存生命和道路交通網免受邊坡災害的構造物等。包括改善日本的防災能力在内,將來有助於構建安全的社會基礎設施。
圖1:利用真空泵消除空隙及進行吸水處理。在盛滿水的密閉容器中放入無孔混凝土後,利用真空泵去除結構内部的空隙並實施吸水處理。
圖2:固化程序。完成吸水處理後,實施加熱固性。
圖3:衝擊測試。透過增加高強度鋼纖維的混合量,無孔混凝土的衝擊抗力大幅提高。可以利用該特性,將無孔混凝土用於防災建築物。
論文資訊
論文題目:Response Characteristics of a Steel Fiber-Reinforced Porosity-Free Concrete Beam Under an Impact Load
發表期刊:International Journal of Civil Engineering
URL:https://link.springer.com/article/10.1007/s40999-020-00501-y
文:JST客觀日本編輯部