การพัฒนาผนังคอนกรีตเสริมเส้นใยเหล็กสำหรับการต้านทานแรงกระแทกของกระสุนขนาด 7.62 x 51 มิลลิเมตรDevelopment of Steel Fiber Reinforced Concrete Panels to Resist Impact from 7.62 x 51 mm Caliber Size Bullets

Abstract

งานวิจัยครั้งนี้ เป็นการพัฒนาผนังคอนกรีตเสริมเส้นใยเหล็ก ให้สามารถต้านทานกระสุนปืนขนาด 7.62 x 51 มม. ได้ ซึ่งผนังทดสอบเป็นคอนกรีต เสริมเส้นใยเหล็กที่สัดส่วน 2% โดยปริมาตรและ แปรผันความหนา ตั้งแต่ 10 - 100 มม. และทดสอบด้วยการยิง 1 นัด บริเวณกึ่งกลางผนัง พร้อมบันทึกภาพ ด้วยกล้องถ่ายภาพความเร็วสูงที่ อัตราเร็ว 40,000 เฟรมต่อวินาที สำหรับการวิเคราะห์ผล ความสามารถในการดูดซับพลังงานจลน์ของผนัง คำนวณจากผลต่างระหว่างพลังงานจลน์ของกระสุน (ก่อนและหลังการปะทะ) โดยความเร็วของกระสุน คำนวณได้จากภาพถ่ายความเร็วสูง จากผลทดสอบ พบว่า การต้านทานกระสุนและความสามารถในการดูดซับพลังงานจลน์สูงขึ้น ตามความหนาของผนังที่สูงขึ้น โดยผนังสามารถต้านทานการทะลุผ่านของกระสุนได้ ที่ความหนา 60 มม. แต่ยังพบการหลุดร่อนของเศษคอนกรีตที่ด้านหลัง และเมื่อผนังมีความหนามากกว่า 80 มม. ขึ้นไป ไม่พบการทะลุผ่านของกระสุนรวมถึงไม่พบรอยแตกร้าวของคอนกรีตที่พื้นผิวด้านหลัง ส่วนความเสียหายของผนัง (เส้นผ่านศูนย์กลางการกะเทาะ, ร้อยละการสูญเสียน้ำหนัก) สามารถแสดงผลเป็นความสัมพันธ์กับความสามารถในการดูดซับพลังงานจลน์ของผนัง

This research aimed to develop the steel fiber reinforced concrete panels with an ability to resist impact force from 7.62 × 51 mm caliber size bullet. The panels were steel fiber reinforced concrete with 2% volume fraction of fiber and thickness varied from 10–100 mm. For the experimental procedure, the panel was shot by a bullet at the center and the impact event was captured using a high-speed camera with capture rate of 40,000 fps. In the data analysis, the kinetic energy absorption of panel can be calculated from the difference between the bullet kinetic energy (before and after impaction). The bullet velocities were calculated from images captured by the high-speed camera. The results showed that the impact resistance and the kinetic energy absorption ability increased with the increasing panel thickness. The bullet was resisted by the panel thickness of 60 mm but was observed the spalling and flying debris at the back surface. With the thickness larger than 80 mm, no perforation and cracking were observed on back surface. The damages of the panel (measured in forms of spalling diameter and weight loss percentage) related to the kinetic energy absorption ability of panel (Ep).