ความสามารถในการต้านทานกระสุนระดับ 3A ของผนังคอนกรีตแบบหลายชั้นผลิตจากคอนกรีตเสริมเส้นใยเหล็กและแผ่นยางพาราClass 3A Bullet Resistance of Multilayer Bulletproof Panels Made of Fibre Reinforced Concrete and Rubber Sheet

Abstract

งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาความสามารถในการต้านทานแรงกระแทกของผนังคอนกรีตกันกระสุนแบบหลายชั้นที่ทำจากคอนกรีตเสริมเส้นใยเหล็ก (FRC) และแผ่นยางพารา (R) ภายใต้การต้านทานการยิงด้วยกระสุนระดับ 3A (.44 Magnum Semi Jacketed Hollow Point) ตามมาตรฐาน National Institute of Justice (NIJ) การทดลองแบ่งเป็น 2 ส่วน คือ ส่วนที่ 1 การทดสอบความสามารถในการดูดซับพลังงานจลน์จากกระสุนของวัสดุแต่ละชนิด ได้แก่ แผ่นยางพารา แผ่นโฟม ที่ความหนาแตกต่างกัน และคอนกรีตเสริมเส้นใยเหล็กที่แปรผันปริมาณเส้นใยและชนิดของเส้นใย ส่วนที่ 2 ได้นำข้อมูลจากส่วนแรกมาใช้ในการออกแบบผนังกันกระสุนแบบหลายชั้น และเพื่อเป็นการตรวจสอบความถูกต้องในการออกแบบ ผนังถูกออกแบบให้มีความสามารถในการดูดซับพลังงานจลน์รวมแตกต่างกันด้วยการแปรผันองค์ประกอบของผนัง เช่น ประเภทของวัสดุหรือความหนา ผลการทดลองพบว่าความสามารถในการดูดซับพลังงานจลน์ของวัสดุแต่ละชนิดแตกต่างกันตามความหนา ปริมาณเส้นใย และชนิดของเส้นใย ซึ่งเมื่อนำมาออกแบบเป็นผนังแบบหลายชั้นที่มีความสามารถในการดูดซับพลังงานแตกต่างกัน พบความเสียหาย 3 รูปแบบ ได้แก่ 1) กระสุนทะลุผ่าน 2) กระสุนไม่ทะลุผ่าน ฝังอยู่ในผนัง และเกิดการกะเทาะด้านหลัง และ 3) กระสุนไม่ทะลุผ่าน ฝังอยู่ในผนัง และไม่เกิดการกะเทาะด้านหลัง โดยค่าระดับพลังงานจลน์รวมที่ทำให้เกิดความเสียหายในรูปแบบที่ 3 มีค่าเท่ากับ 3172 จูล

In this research, the impact resistance of multilayer bulletproof concrete panels made of steel Fibre-Reinforced Concrete (FRC) and para-rubber sheets (R) subjected to class 3A bullet (.44 Magnum Semi Jacketed Hollow Point) in accordance with the National Institute of Justice (NIJ) Standard were investigated. The experimental procedure was divided into 2 parts. Part I involved the impact energy absorption test of Para-rubber sheet, Styrofoam sheet and FRC with different thicknesses, and FRC with different types of fibre and volume fractions. Part II, the information obtained from the first part was used in the designing and construction of multilayer bulletproof panels. To check the design validity, the multilayer panels were designed to have different degrees of impact energy absorption by using different configurations, such as material types or thicknesses. The result shows that the energy absorption of each material depends on thickness, fibre volume fraction and fibre types. For multilayer panels, 3-failure modes were observed: 1) Perforation, 2) Penetration with back spalling, and 3) Penetration without back spalling or without damage. In addition, the 3rd failure mode occurred when the energy absorption of multilayer panel was equal to 3172 Joule.