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现今高速公路高速行车下交通事故频发,司乘人员行车安全受到严重威胁,为保障安全行车要求,对基础设施的防护性能要求也越来越高。目前,传统公路防撞设施虽然坚固耐用,但是存在缓冲吸能性能较差的缺点,因此本团队研发出了一种新型泡沫混凝土填充橡胶管防撞护栏。该护栏以泡沫混凝土为填充材料,增加结构的缓冲吸能性能,但是泡沫混凝土强度低,脆性大,易开裂,影响结构的整体性和缓冲吸能效果。泡沫混凝土中掺入纤维可以提高强度,增强韧性,抑制裂缝发展,增加缓冲吸能能力。常用的无机纤维能耗较高,有机合成纤维对生产工艺要求较高,而常见的纸纤维、棉秆纤维和稻草纤维等有机天然纤维虽环保低能耗,但其强度和韧性较差。椰子纤维(Coir Fiber,CF)作为一种抗拉强度高,韧性好的环保低能耗增强增韧天然材料用于泡沫混凝土中,可抑制泡沫混凝土开裂,提高其缓冲吸能性能。本文研究了椰子纤维掺量对泡沫混凝土力学性能及其微观特性的影响,主要内容如下。首先,通过静态压缩力学性能试验,研究了椰子纤维泡沫混凝土的破坏模态、抗压强度、应力-应变曲线和静态压缩耗能。研究表明:椰子纤维掺入后抗压强度、弹性模量、塑性和静态耗能能力都较未掺纤维的泡沫混凝土更好。随纤维掺量增加,泡沫混凝土塑性增强,抗压强度、弹性模量、峰值应力、残余应力和耗能能力均先增加后下降。其次,通过三点弯曲力学性能试验,研究了椰子纤维泡沫混凝土的破坏模态、抗折强度、荷载-挠度曲线和弯曲韧性。研究表明:椰子纤维掺入后抗折强度、刚度、塑性、弯曲承载力和弯曲韧性均较未掺纤维时更好。随纤维掺量增加,泡沫混凝土塑性增加,抗折强度、刚度、弯曲承载力和弯曲韧性均先增加后下降。然后,在静力学实验的基础上,又通过霍普金森压杆(Split Hopkinson Pressure Bar,SHPB)进行了动态压缩力学性能试验,研究了三个气压(0.2MPa、0.25MPa、0.3MPa)下椰子纤维泡沫混凝土的破坏模态、动态压缩强度、动力因子DIF、动态压缩应力-应变曲线和动态压缩耗能性能。研究表明:椰子纤维泡沫混凝土动态压缩强度、应力平台、动态压缩耗能性能均随气压增大而增大,具有典型的应变率效应。在相同气压下,随椰子纤维掺量增加动态压缩强度、动力因子、应力平台范围、动态压缩耗能值均随椰子纤维掺量增加有一定程度增加后下降。最后,为了探明不同椰子纤维掺量对泡沫混凝土微观结构和孔结构的影响,采用图形处理软件(Image-pro plus,IPP)软件对椰子纤维泡沫混凝土气孔结构的形貌、孔隙率、平均孔径和圆度值进行了分析,并通过场发射扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)、能量分散谱仪(Energy Dispersive Spectrometer,EDS)和X射线衍射仪(X-ray Diffraction,XRD)观察了泡沫混凝土结构形貌,分析了试件的微观结构形貌、元素能谱和水化成分。研究表明:随纤维掺量的增加,孔隙率、平均孔径先下降后趋于平稳,圆度值先下降后上升。随纤维掺量的增加,一定范围内泡沫混凝土孔径有一定程度减小,纤维-混凝土粘结性能有一定提高,水化硅酸钙(Calcium Silicate Hydrate,C-S-H)凝胶水化进程减缓,水化产物无明显变化。