PVA-ECC的配制及其抗拉強度尺寸效應試驗研究.pdf

1、水泥基材料是當今土木工程中廣泛應用的建筑材料,由于其抗拉強度低、易開裂、脆性大等缺點,限制了水泥基材料的使用范圍。水泥基材料高性能化的主要途徑是復合化,核心則是纖維增強。目前,實際工程中應用最多的是鋼纖維、聚丙烯纖維和尼龍纖維等,PVA(聚乙烯醇)纖維以其抗拉強度高、彈性模量高、耐酸堿腐蝕等優(yōu)點逐漸受到人們的重視。PVA-ECC中文稱為聚乙烯醇纖維工程水泥基復合材料(PVA EngineeredCementitious Composit

2、es,簡稱為PVA-ECC)是一種由亂向分布短纖維復合增強的高韌性砂漿。微觀上,它考慮了纖維、基體和界面的細觀力學特性,與復合材料的反應聯(lián)系起來進行綜合分析和系統(tǒng)設計；宏觀上,在纖維體積摻量低于2％的情況下,PVA-ECC的極限拉伸應變能穩(wěn)定地達到3％以上,并有顯著的應變硬化特征。在拉伸作用下,它能夠產生多道細密裂縫,開裂過程穩(wěn)定,飽和開裂狀態(tài)下的裂縫間距小于3mm。
　　 本文參考國內外配制PVA-ECC的方法和研究成果,進行

3、了PVA-ECC的配制試驗、抗拉強度統(tǒng)計試驗及抗拉強度尺寸效應試驗及彎曲性能試驗,具體內容包括：⑴通過PVA-ECC的工作性試驗,研究了水膠比和纖維摻量對水泥基復合材料拌合物坍落度和擴展度的影響。⑵通過基本力學性能試驗,研究了水膠比和纖維摻量對水泥基復合材料立方體抗壓強度和劈裂抗拉強度及劈壓強度比的影響。⑶通過抗拉強度統(tǒng)計試驗,研究了水泥基復合材料劈裂抗拉強度和彎曲抗拉強度的隨機分布及統(tǒng)計特征,闡述了纖維摻量對這些特征的影響。⑷通過抗拉

4、強度尺寸效應試驗,研究了纖維摻量和試件尺寸對水泥基復合材料直接拉伸強度、劈裂抗拉強度和彎曲抗拉強度的影響。⑸通過彎曲性能試驗,研究了水泥基復合材料梁的纖維摻量和試件尺寸對彎曲強度、變形和彎曲韌性的影響。試驗結果表明,水泥基復合材料的工作性隨水膠比的減小和纖維摻量的增大而降低；水泥基復合材料立方體抗壓強度隨水膠比的增大而降低,隨纖維摻量的增大無明顯變化規(guī)律；水泥基復合材料劈裂抗拉強度隨水膠比減小和纖維摻量增大而提高；水泥基復合材料劈裂抗拉