PVA-ECC的弯曲韧性方板法试验研究

主要研究了PVA纤维体积掺量对纤维增强水泥基复合材料(PVA-ECC)弯曲韧性的影响,对PVC纤维体积掺量分别为0%,0.5%,1.0%,1.5%,2.0%的PVA-ECC试件的抗压强度和方板法弯曲性能等进行试验研究,分析了PVA纤维在ECC中的作用机理,并对PVA-ECC方板进行能量评价。结果表明:PVA纤维体积掺量的改变对ECC材料的抗压强度影响甚微,PVA纤维体积掺量的增加对方板法弯曲韧性试验中ECC试件的初裂荷载影响不大,但峰值荷载有明显的提高,跨中挠度增加明显且裂缝宽度减小;PVA-ECC方板弯曲韧性随PVA纤维体积掺量增大而提高且体积掺量为2.0%时增韧的效果最佳。     

纤维织物增强高延性混凝土单轴拉伸性能试验研究

为研究纤维织物增强高延性混凝土(HDC)的单轴拉伸力学性能,设计7组对比试件、21组碳纤维织物和21组玻璃纤维织物增强HDC单轴拉伸试件,研究短PVA纤维掺量、纤维织物配网率和基体类型对拉伸力学性能的影响。结果表明：PVA纤维可有效改善织物 基体的界面特性和试件的破坏形态,提高纤维织物的利用率;随PVA纤维掺量和织物配网率的增加,试件逐渐展现出多缝开裂特征,纤维织物增强HDC的单轴抗拉强度大幅提高。最后,根据试验结果提出与PVA纤维掺量相关的短纤维指数以考虑PVA纤维掺量和织物 短纤维的耦合作用,可用于计算纤维织物增强HDC的抗拉强度,为实际工程中的应用提供依据。     

PVA纤维增强纳米SiO2水泥基复合材料弯曲韧性研究

以初始弯曲韧度比Re,p、弯曲韧度比Re,k作为表征纳米水泥基复合材料弯曲韧性的评价指标,通过9组配合比共27个小梁试件的三分点加载弯曲试验,探究了PVA纤维掺量对普通水泥基复合材料和纳米SiO2水泥基复合材料弯曲韧性的影响.结果表明,随着PVA纤维掺量的增加,PVA纤维增强普通水泥基复合材料和纳米SiO2水泥基复合材...     

尾矿砂PVA水泥基复合材料弯曲韧性研究

针对项目组研发的环保型尾矿砂PVA纤维水泥基复合材料,通过薄板四点弯曲试验开展了该水泥基复合材料的弯曲韧性研究,获得了弯曲荷载-挠度位移以及韧性指数。研究了水胶比和PVA纤维掺量等因素对该复合材料韧性性能的影响。研究表明,该尾矿砂PVA纤维增强水泥基复合材料具有较好的韧性,有很好的应用前景。     

纤维桥接裂缝过程与分布对水泥基材料弯曲性能影响

对3类不同粉煤灰掺量下形成的聚乙烯醇(PVA)纤维水泥基材料,通过三点弯曲试验测试,研究了PVA纤维水泥基材料的弯曲性能;通过对PVA纤维水泥基材料断裂面处纤维表面、纤维嵌入端和纤维拉断或拔出端的扫描电镜影像分析,研究了PVA纤维-(水泥)基体界面微观结构,揭示了PVA纤维桥接裂缝过程;通过PVA纤维水泥基材料样本抛光表面的荧光影像,量化测定了PVA纤维在基体中的分布.结果表明:掺入粉煤灰后PVA纤维对水泥基材料增强增韧作用增加,高掺量下效果更显著;掺入粉煤灰后裂缝处PVA纤维的桥接应力和纤维-基体界面黏结力降低,随着裂缝的扩展,PVA纤维由短距离滑动转变为长距离滑动,纤维桥接裂缝的效率提高,增强增韧的作用增加;掺入粉煤灰后基体结构更加均匀,PVA纤维分布系数增大,PVA纤维对水泥基材料的增强增韧作用提高.     

基于应变硬化能量比值法对PVA-FRCC弯曲韧性的研究

本文对比分析各国规范以及国内外学者对弯曲韧性评价方法的研究,基于欧洲材料与结构联合会(RILEM TC162-TDF)标准,依据聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(PVA-FRCC)荷载挠度曲线的变化特征,提出采用纤维提供能量与水泥基材料提供能量比值的方法,即变形硬化能量比值法,对PVA-FRCC进行弯曲韧性评价。该方法计算方便,能反映PVAFRCC的应变硬化特点,较好地适用于PVA-FRCC的弯曲韧性评价。采取该方法对PVA-FRCC四点弯曲试验梁进行韧性计算,分析了国产纤维与进口纤维对韧性的影响。结果表明:PVA纤维的加入明显提高了复合材料的弯曲韧性,而弯曲韧性随纤维掺量的增加而增加;纤维总掺量一定时,进口纤维掺量比例越大,其弯曲韧性越好。     

纳米SiO_2和PVA纤维增强水泥基复合材料抗冻性能

为研究纳米SiO_2和PVA纤维增强水泥基复合材料的抗冻性能,通过快冻法试验测得了各组试件经冻融循环后的相对动弹性模量,对单掺PVA纤维与复掺纳米粒子和PVA纤维水泥基复合材料的抗冻性能进行了对比,探讨了纳米SiO_2与PVA纤维对水泥基复合材料抗冻性能的影响。结果表明:在一定掺量范围内掺加PVA纤维可以提高水泥基复合材料的抗冻性能,但过大掺量(0.9%)的PVA纤维会对水泥基复合材料的抗冻性产生不利影响;在PVA纤维水泥基复合材料中掺入纳米SiO_2可以明显提高其抗冻性能,在本文试验纳米SiO_2掺量范围内,其抗冻性随着纳米SiO_2掺量的增加不断增强;在掺加2%纳米SiO_2的水泥基复合材料中掺加一定掺量(0.9%)的PVA纤维可以提高水泥基复合材料的抗冻性。     

动力荷载对PVA尾矿砂水泥基复合材料冲击的影响

试验研究尾矿砂不同替代率,PVA纤维不同体积掺量,板不同厚度对尾矿砂水泥基复合材料在动力荷载作用下的影响。通过对试验现象、材料冲击能、延性指标和冲击疲劳强度的分析,试验结果表明：①PVA尾矿砂水泥基复合材料在动力荷载下损伤小、整体性强和能量耗散力强;②2％体积掺量的PVA纤维增加材料的韧性效果好;③PVA尾矿砂水泥基复合材料的尺寸效应显著,本次试验研究30mm板延性好;④PVA尾矿砂水泥基复合材料承受动力荷载时各项性能指标随着尾矿砂含量的增加而降低,因为工程应用建议采用尾矿砂替代率为50%。     

PVA-ECC的弯曲韧性试验研究

ECC抗压强度较高,但韧性性能较差,易发生脆性破坏。为了扩大PVA-ECC的应用范围,提高韧性性能,对纤维体积掺量分别为0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%情况下PVA-ECC的抗压强度、方板法弯曲性能等进行试验研究,通过采用《纤维混凝土试验方法标准》提出的能量法、韧性指数法和基于板开裂后吸收能量的韧性评价等3种方法分析基体混凝土与PVA-ECC的韧性对比试验数据,研究PVA纤维的加入对ECC韧性性能的影响。     

粉煤灰对聚乙烯醇纤维水泥基材料弯曲性能与微观结构影响

采用3点弯曲试验,结合宏观裂缝形态与PVA纤维桥接状态,研究了不同粉煤灰掺量下聚乙烯醇纤维水泥基材料(PVA-ECC)的弯曲性能;通过分析试件断裂面处纤维表面、纤维嵌入端和纤维拉断或拔出端的扫描电镜形貌,研究了不同粉煤灰掺量下PVA纤维-基体界面微观结构特征。结果表明:不同粉煤灰掺量下PVA纤维对水泥基材料的增强增韧效果不同,高掺量下增强增韧的效果显著;随粉煤灰掺量增加,基体结构特征更均匀,裂缝处PVA纤维的桥接应力和纤维-基体界面黏结力降低,桥接裂缝的PVA纤维状态由少量纤维短距离滑动拔出转变为大量纤维长距离滑动拔出,纤维桥接裂缝的效率提高,增强增韧的作用增加。     

PVA纤维对超高韧性纤维增强水泥基复合材料力学性能的影响

通过对超高韧性纤维增强水泥基复合材料制作的立方体试件、棱柱体试件,进行了抗压、抗折和Ⅰ型断裂试验,研究了不同配合比下各组试块的抗压强度等力学指标与纤维掺量及基体材料强度的关系,研究了荷载与变形的关系、及不同切口高度试件的抗裂性能等.试验结果表明:合理的配合比及最佳PVA掺量能提高纤维增强水泥基复合材料的抗压强度、抗折强度以及抗裂韧度;研究了国产PVA纤维与进口PVA纤维的合理掺量,在相同力学指标的前提下,利用国内PVA纤维造价低的优势,可实现部分代替超高性能水泥基复合材料中的进口PVA纤维,从而达到这种复合材料国产化、本地化的目的.     

高韧性纤维混凝土受弯性能试验研究

利用正交试验分析方法,以粉煤灰掺量比、水胶比和聚乙烯醇(PVA)纤维掺量为变量因素,设计了9组共27个高韧性纤维混凝土试件,以四点弯曲试验方法测试材料的弯曲性能。对比分析了不同配比下材料的裂缝发展模式及弯曲荷载-挠度曲线的韧性性能。试验结果表明四点弯曲试验能够较好地反映材料变形能力;纤维的加入改变了基体的失效模式,提高了材料的弯曲性能;考察的3个变量因素对高韧性纤维混凝土极限强度和弯曲韧性的影响规律基本相同,其主次顺序为:PVA纤维掺量、粉煤灰掺量比、水胶比;当粉煤灰掺量比在1.2,PVA纤维掺量在2%,水胶比不高于0.27时,材料表现出较好的弯曲韧性。最后结合扫描电镜结果,对高韧性纤维混凝土中纤维的分布、截面性质做出了分析与讨论。     

纤维织物与钢板网联合增强混凝土薄板四点抗弯性能试验研究

对素混凝土板、钢板网混凝土板、纤维织物网混凝土板及纤维织物与钢板网联合增强混凝土板的四点弯曲性能进行了试验对比分析。试验结果表明,钢板网、纤维织物网以及纤维织物网与钢板网联合增强混凝土板的抗弯性能,较素混凝土板,分别提高了5.6%、21.1%和42.1%。纤维织物网和钢板网可以有效提高混凝土板的变形能力,而且织物网的加入可以改善钢板网与水泥基复合材料之间的黏结性能。     

PVA-ECC梁剪切韧性试验研究

为研究聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(PVA-ECC)简支梁的剪切韧性,基于18根PVA-ECC梁受剪破坏试验结果,以剪切韧性指数为指标,对不同纤维掺量、剪跨比和配箍率下PVA-ECC梁的斜截面剪切韧性进行了研究与评价。试验结果表明:PVA纤维的掺入可有效改善梁的抗裂性,较好地提高梁的剪切韧性,当纤维掺量在0～2%范围内时,其值越高梁的剪切韧性越好;剪跨比的增大降低了梁的剪切韧性,当剪跨比为1.5左右时梁的斜截面抗裂性最优;配制箍筋可以提高梁的剪切韧性,当配箍率在0.18%～0.39%范围内时,随配箍率的增加,梁的剪切韧性提高。     

PE纤维水泥基复合材料基本力学性能试验研究

在水泥基复合材料中掺入适量聚乙烯(PE)纤维得到PE纤维水泥基复合材料,可以很好的提升水泥基复合材料的弯曲性能,研究了PE纤维掺量、粉煤灰置换率等对PE纤维水泥基复合材料抗压强度以及弯曲性能的影响。试验表明,PE纤维掺量可以有效的提升材料的弯曲性能,但对其抗压强度影响不大,而粉煤灰置换率却可以有效地控制水泥基复合材料强度等级,对其弯曲性能也有明显增强。     

复掺矿物掺合料对聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料弯曲性能的影响

粉煤灰已经成为PVA纤维增强水泥基复合材料(PVA-FRCC)实现准应变-硬化和多缝开裂的重要组分。但是高掺量粉煤灰PVA-FRCC具有基体早期强度过低的缺点,很难实现工程上的应用。在前人研究的基础上,研究基体早期强度高且韧性好的PVA-FRCC。采用四点弯曲、抗压强度和抗折强度试验方法研究了复掺粉煤灰和矿渣PVA-FRCC的抗弯性能和基体强度。结果表明,复掺粉煤灰和矿渣能够显著改善PVA-FRCC的基体强度,特别是早期强度。复掺粉煤灰和矿渣PVA-FRCC都有较好的弯曲挠度和韧性,28 d弯曲挠度不低于20 mm。     

混掺精细钢纤维/PVA纤维水泥基复合材料力学性能试验研究

对混掺聚乙烯醇纤维(PVA)与12 mm两端直勾型精细钢纤维的水泥基复合材料进行立方体抗压和哑铃试件轴向拉伸试验,分析纤维掺量对混掺纤维水泥基复合材料抗压、抗拉强度和韧性的影响规律。结果表明:混掺精细钢纤维可以提高水泥基复合材料的立方体抗压强度、抗拉强度和韧性;随着精细钢纤维的增加,其抗压强度、抗拉强度和极限拉应变呈先增大后降低的趋势,当精细钢纤维掺量为1.2%时,28 d立方体抗压强度平均值比单掺PVA纤维提高了61.9%;当精细钢纤维掺量为0.8%时,28 d抗拉强度和极限拉应变分别比单掺PVA纤维提高了56.9%和240%。     

钢渣粉对PVA纤维水泥基复合材料力学性能与韧性的影响

利用钢渣粉等质量替代20％、40％、60％、80％的水泥制备了PVA纤维水泥基复合材料胶砂试件,并进行了抗折、抗压试验和薄板四点弯曲试验,分析了钢渣粉对PVA纤维水泥基复合材料力学性能和韧性的影响.结果表明:随着钢渣粉掺量的增加,试件的抗折、抗压强度均呈下降趋势,且抗压强度损失较抗折强度快;当钢渣粉掺量为20％时,试件...     

内掺硅烷乳液的PVA改性水泥基复合材料温度作用后的力学性能研究

掺加PVA纤维的应变硬化水泥基复合材料(SHCC)改善了水泥基材料的脆性,具有较高的抗拉强度和韧性。本研究通过力学性能试验考察了在不同温度作用下,内掺硅烷乳液的PVA-SHCC的抗折、抗压强度和弯曲韧性,结果表明,内掺硅烷乳液对SHCC的力学性能没有明显影响;PVA纤维能明显提高SHCC的强度和韧性,随着温度的升高,纤维增强作用逐渐消失。     

环保型PVA水泥基复合材料力学性能研究

研究了尾矿砂替代天然砂,并采用国产PVA纤维制水泥基复合材料的力学性能。环保型PVA水泥基复合材料在抗压方面,荷载达到峰值后试件可以继续承载而不使脆性破坏;材料在抗弯和拉伸试验方面,它的预测拉应变可以达到3.0%且为韧性材料和水泥基体在试件开裂后仍可以继续承载,表现出应变硬化的现象。试验结果表明:PVA尾矿砂水泥基复合材料在破坏时呈现多裂缝开裂,损伤小,整体性强,能量耗散力强的特点和纤维长度为12mm和掺量为26kg/m3时材料增强效果最佳。