Charakterizace vysokohodnotných vlákny vyztužených cementových kompozitů při vysokých rychlostech deformace

Abstract

V této práci jsou zkoumány vysokohodnotné vlákny vyztužené cementové kompozity vystavené rázovému zatížení. Hlavním cílem je návrh, sestavení a optimalizace zkušebního zařízení a postupu pro provedení rázové zkoušky. Výsledkem této zkoušky jsou hodnoty vzorkem disipované mechanické energie v závislosti na poškození (šířce trhliny). Hlavním přínosem tohoto postupu je eliminace tuhých podpor, které při dynamické zkoušce mohou mít negativní vliv na přesnost dosažených výsledků. Princip zkoušky se tak mění z klasického silového na plně energetický přístup vyhodnocení odezvy materiálu. Nově navržené měřicí zařízení pak výrazně urychluje a zpřesňuje vyhodnocení experimentů. Pro lepší porozumění chování zkoumaných materiálů byly provedeny i kvazi-statické ohybové a tlakové zkoušky. Zkoumány byly celkem čtyři značně odlišné cementové kompozity v kombinaci s dvěma druhy výztužných ocelových vláken. Výsledky odhalily odlišné chování všech materiálů při rázovém zatížení. Dále byly popsány jisté efekty související se zvýšenou rychlosti deformace, které se lišily pro různé materiály a vlákna.

High-performance fibre-reinforced cementitious composites subjected to impact loading are examined in this work. The main goal is the design, assembly and optimisation of the experimental apparatus and procedure to carry out the impact testing. The results of this experiment are the values of the mechanical energy dissipated by the specimen and tied to its damage (crack width). The main aspect of this procedure is the elimination of rigid supports, which could negatively affect the obtained results. The principle of the experiment then changes from the classical force-based to completely energetic evaluation of the material performance. The newly designed measuring apparatus greatly improves the speed and precision of the subsequent analysis. To better understand the material performance, quasi-static bending and compressive tests were also conducted. Four different cementitious composites in combination with two fibre types were examined. The results showed that the materials perform differently under impact loading. Next, several strain-rate related effects were identified, which were different between the materials and fibre types.