砂浆、混凝土是现今工程建设中使用最为广泛的材料之一,但由于大气中CO2气体的存在,建筑物在使用过程中会不断地被CO2侵入并发生碳化反应,反应生成的碳化物会使材料的力学参数发生改变,对结构的性能及内部微观结构造成很大的影响。目前针对碳化砂浆、混凝土的研究主要集中在其微观结构的变化及静态力学性质等方面,但很少涉及到碳化后砂浆及混凝土材料动态力学性能的研究。建筑物、构筑物在长期使用过程中往往还会受到动荷载的作用,因此研究碳化后砂浆的动态力学特性对于需要长期使用的建筑物还是有必要的。本文对标准砂浆试件进行了不同龄期的轴向碳化试验,采用非金属超声波检测仪测量不同碳化龄期下试件的纵波波速,同时引入碳化增强因子η反映试件碳化深度大小,并利用直径为50mm的变截面分离式Hopkinson压杆试验装置开展不同碳化龄期下轴向碳化砂浆冲击动态压缩试验,研究轴向碳化后砂浆的动态力学特性、能量耗散规律、破碎形态及分形维数,为工程建设及使用提供实验依据。主要研究内容有与结论如下:(1)将砂浆试件进行不同龄期的碳化,在碳化作用下砂浆密度随碳化龄期的增加整体呈现增大的趋势。随着碳化龄期的增长,碳化增强因子η也随之增大,试件纵波波速整体呈增大的趋势,碳化深度增加,两者之间有着较好的相关性。(2)利用分离式霍普金森压杆试验系统,将不同碳化龄期碳化后试件用0.25MPa、0.35MPa、0.45MPa、0.55MPa、0.65MPa 五个气压开展冲击压缩试验,结果表明:随着冲击气压的增大,砂浆的峰值应力和峰值应变也随之增大,并呈现出良好的线性相关;随着碳化龄期的增长,相同冲击气压下试件的峰值应力呈现增大的趋势,试件的整体强度增加,碎块数量和破坏程度逐渐减小。(3)对不同冲击气压作用砂浆试件的能量耗散变化规律及分形维数进行分析,结果表明:常态下随着加载速率的增大,各种能量均在在增加,反射能、吸收能、比能量吸收值与入射能呈良好的正线性相关;随着碳化龄期的增加,试件比能量吸收值整体呈现增大的趋势,单位体积的试件吸收应力波能量增多;相同冲击气压下,随着碳化龄期的增大,试件破碎程度降低,分形维数减小。图[46]表[9]参[65]