鋼-PVA混雜纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料沖擊特性研究.pdf

1、FRCCs(Fiber Reinforced Cementitious Composites)是以硬化水泥砂漿為基體，以不連續(xù)的短纖維或連續(xù)的長纖維作為增強(qiáng)材料制備而成的一種復(fù)合材料。目前國內(nèi)外學(xué)者對于纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料的在靜力荷載作用下力學(xué)性能方面的研究較多，關(guān)于其在高速動荷載作用下的性能研究較少，而土木工程結(jié)構(gòu)在地震、爆炸、沖擊等高速動載作用下往往會發(fā)生毀滅性破壞，因而材料的動態(tài)力學(xué)性能也逐步成為前沿研究熱點(diǎn)。鑒于此，本文選用高

2、彈性模量鋼纖維和彈性模量相對低的PVA纖維，通過單摻或混雜的形式，制備了多組不同配合比的纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料，并通過抗壓抗折試驗(yàn)、四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)、落錘沖擊試驗(yàn)以及高速沖擊試驗(yàn)對比研究了上述配比纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料的各項(xiàng)力學(xué)性能，以求達(dá)到獲得高強(qiáng)高延性結(jié)構(gòu)材料的研究目的。
　　本文的一個研究重點(diǎn)是鋼-PVA混雜纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料(Hybrid Fiber Reinforced Cementitious Composites)和

3、鋼纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料(Steel Fiber Reinforced Cementitious Composites)的靜態(tài)力學(xué)性能研究。通過抗折抗壓試驗(yàn)和四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：要想實(shí)現(xiàn)HFRCCs的穩(wěn)態(tài)多裂縫開裂，其PVA摻量應(yīng)高于鋼纖維摻量，且1％Steel+1.5%PVA這組配比彎曲韌性較好；提高纖維摻量有助于SF RCCS強(qiáng)度的提高，當(dāng)摻量過高時，其強(qiáng)度不再增加，反而有所下降；用大量硅灰替代部分粉煤灰，有助于提高SFRCCs的延性

4、，但整體的抗彎強(qiáng)度有所下降。
　　本文的另一個研究重點(diǎn)是PVA纖維、鋼-PVA混雜纖維、鋼纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料低速、高速沖擊試驗(yàn)研究。通過落錘低速沖擊試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)鋼-PVA混雜纖維的抗彎沖擊性能，特別是1.5%PVA+1%Steel這組配比，明顯優(yōu)于單摻PVA纖維和鋼纖維的；通過霍普金森壓桿(SHPB)高速沖擊試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)SFRCCs的抗沖擊性能要優(yōu)于單摻PVA纖維或混雜纖維水泥基復(fù)合材料的抗沖擊性能，對于硅灰體系，當(dāng)鋼纖維摻量為4%時