[发明专利]基于冲击波反射消能的水下抗爆防护结构

说明书

本发明提供了一种基于冲击波反射消能的水下抗爆防护结构，其特征在于，包括：混凝土层，均匀掺杂有中空心玻璃微珠，临水面在纵向和横向上都呈连续排列的正四棱锥状，并且每个正四棱锥的侧面与底面夹角均为45°；和聚丙烯层，形成在混凝土层的临水面的表面上，形状与临水面相同，呈连续排列的正四棱锥状，其中，混凝土层中，中空心玻璃微珠的真密度为0.32～0.6g/cm³，壁厚为1～2μm。本发明所提供的水下抗爆防护结构消能抗爆效果显著，制作工艺简单，减震范围较大，应急性更加优异，可广泛适用于各种防护对象的防爆炸保护，尤其适用于对涉水建筑物的防护。

技术领域

本发明属于抗爆防护领域，具体涉及一种基于冲击波反射消能的水下抗爆防护结构。

背景技术

面对新军事变革掀起的巨大浪潮，我国的国防安全也面临着现实的威胁：地缘环境复杂，周边环境暗藏危及，敌对势力依然活跃，领海主权、海洋权益等争夺日趋激烈；世界范围内，制导炮弹、激光制导导弹、鱼雷等精准制导武器的爆炸威力及其打击目标精准性不断提高；而跨海、跨江大桥、调水工程、大型水库、军港码头、军用舰艇等重要工程、设备的安全事关国防、民生，是重中之重。因此，设计出一种抗冲击消能效果显著防护结构尤为重要。

目前市场上针对爆炸的防护措施主要为设置防爆墙或气泡帷幕，依靠结构的强度、延性和能量吸收的理念来抵御爆炸荷载,防爆墙在设计时体积庞大,建设成本高,施工复杂；而聚氨酯泡沫，纸型材料，胶片材料化学稳定性差，造成液体污染，不适宜长期使用且防爆效率仅为36％-59％，难以大范围推广。在应急性方面，气泡帷幕在发挥效用前的准备时间大约为10min，这段时间被防护物可能完全处于无防护状态。

因此，亟需一种抗冲击消能效果显著的防护结构。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种基于冲击波反射消能的水下抗爆防护结构，能够有效消能抗爆，切实起到防护效果。

本发明为了实现上述目的，采用了以下方案：

本发明提供一种基于冲击波反射消能的水下抗爆防护结构，其特征在于，包括：混凝土层，均匀掺杂有中空心玻璃微珠，临水面在纵向和横向上都呈连续排列的正四棱锥状(相邻正四棱锥共底边)，并且每个正四棱锥的侧面与底面夹角均为45°；和聚丙烯层，形成在混凝土层的临水面的表面上，形状与临水面相同，呈连续排列的正四棱锥状，其中，混凝土层中，中空心玻璃微珠主要成分是硼硅酸盐，真密度为0.32～0.6g/cm³，壁厚为1～2μm。

优选地，本发明所涉及的基于冲击波反射消能的水下抗爆防护结构，还可以具有这样的特征：在临水面中，正四棱锥的高为5～10cm，底面边长为10～20cm，侧棱长8.66cm～17.32cm，单个椎体底面积不大于324cm²。

优选地，本发明所涉及的基于冲击波反射消能的水下抗爆防护结构，还可以具有这样的特征：在混凝土层中中空心玻璃微珠内部有填充CO₂气体，且掺杂量不低于146m³/g，对应于用空心玻璃微珠等体积代替活性粉末混凝土中石英砂的比例为不低于20％。

优选地，本发明所涉及的基于冲击波反射消能的水下抗爆防护结构，还可以具有这样的特征：在混凝土层中中空心玻璃微珠的掺杂量为183m³/g(对应于用空心玻璃微珠等体积代替活性粉末混凝土中石英砂的比例为25％)，这样效果最佳。

优选地，本发明所涉及的基于冲击波反射消能的水下抗爆防护结构，还可以具有这样的特征：混凝土层的成分为：硅灰、石英砂、石英粉、高效减水剂、钢纤维、以及中空心玻璃微珠，水灰比为0.2～0.3：1(质量比)，水泥孔隙中结合水含量不超过23％(体积含量)，水泥为62.5R高标早强水泥。