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.     

PVA纤维增强水泥基材料尺寸效应及相关性能研究

为研究PVA纤维增强水泥基复合材料尺寸效应及相关力学性能,试验设计了27组不同配合比,测定了不同尺寸、不同纤维含量试件的28d抗压、轴压和抗折强度。结果表明,立方体抗压试件之间存在尺寸效应,且尺寸越小越明显。试件抗折强度随着PVA纤维掺量的增加而增大,但增大趋势逐渐减缓。试验建立了不同纤维掺量下,轴心抗压与立方体抗压强度之间的数值模型。     

冻融循环后水泥基复合材料力学性能的试验研究

为研究工程用水泥基复合材料(ECC)在冻融循环作用后的力学性能,采用快冻快融法对掺入不同类型纤维、不同纤维掺量的试件进行冻融循环试验,研究其在冻融循环作用下质量损失率、纵向相对动弹性模量、立方体抗压强度、抗折强度等力学性能。研究表明:随冻融循环次数增加,试件破坏越严重,质量损失率随冻融循环次数增加而增大,立方体抗压强度和抗折强度随冻融循环次数增加而下降。掺入纤维试件经过冻融循环作用后各方面性能均优于未掺纤维的水泥砂浆试件。体积掺量为2%的日本RECS15×12型PVA纤维的试件性能最好,质量损失率小于2%,纵向相对动弹性模量下降不到30%,且能保持较好的延性,抗冻等级高于F200,能够满足寒冷地区工程需要。     

考虑多参数影响的水泥基复合材料单轴抗压性能试验研究

考虑聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol,PVA)纤维含量、水胶比、砂胶比、尺寸效应、形状效应等参数的影响,对10组工程用水泥基复合材料(Engineered Cementitious Composites,ECC)试件进行单轴抗压试验,探究了各参数对ECC单轴抗压强度、弹性模量、泊松比、应力-应变关系及抗压韧性的影响规律。结果表明:PVA纤维的掺量对ECC单轴抗压强度和弹性模量影响较小,但ECC较水泥砂浆基体的泊松比有所增加,试验得到的ECC泊松比平均值为0.26;且随着PVA掺量的提高,ECC的抗压韧性明显提高。ECC的单轴抗压强度随水胶比的减小而线性增加,但水胶比过小时会降低ECC的抗压韧性。ECC抗压试验得出合理的砂胶比为0.17;增大试件的尺寸对ECC单轴抗压强度影响较小,但可能降低其韧性;ECC棱柱体单轴抗压强度和韧性均明显低于其立方体单轴抗压强度。     

聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料单轴受压强度与变形特性分析

通过对不同聚乙烯醇(PVA)纤维体积掺量、水胶比、砂胶比的工程纤维增强水泥基复合材料(ECC)进行单轴受压性能试验,测得了其抗压强度及单轴受压应力-应变全曲线,主要分析PVA-ECC的破坏形态、受压性能及试件尺寸、加载速率对PVA-ECC立方体抗压强度的影响。结果表明:随着PVA纤维体积掺量的增加,PVA-ECC的抗压强度、峰值应变及极限应变均明显增大,试件塑性变形能力也越好;水胶比增大,PVA-ECC的抗压强度降低,但试件达到峰值后延性增加;砂胶比为0.36时,PVA-ECC的抗压强度和压缩韧性最大。PVA-ECC的立方体抗压强度存在尺寸效应:f100cu∶f70.7cu∶f40cu=0.93∶1∶1.15;加载速率越大,PVA-ECC的立方体抗压强度越高,且对于不同强度的PVA-ECC,加载速率的影响趋势相同。根据试验结果得出立方体抗压强度、峰值应变与纤维体积掺量的关系、轴心抗压强度与立方体抗压强度的关系。     

纤维超高强混凝土的制备及力学性能试验研究

为提高高强、超高强混凝土的韧性和抗开裂性能,采用复合超叠加技术在配制出抗压强度110MPa以上基体混凝土的基础上,分别配制出了钢纤维增强超高强混凝土、PVA纤维增强高强混凝土,同时对不同体积掺量的两种纤维混凝土进行了立方体抗压、轴向抗压、劈裂抗拉、抗弯性能和弹性模量等力学性能的测试,并对超高强纤维混凝土进行了弯曲韧性的试验研究.结果表明,钢纤维时高强混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度有一定的增强作用,PVA纤维却降低了高强混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度.两种纤维都能明显改善基体混凝土的劈裂抗拉强度、抗弯强度及弯曲韧性.对此种超高强基体混凝土,钢纤维的增强增韧效果明显好于PVA纤维.     

PVA纤维高强混凝土的力学性能试验研究

对体积掺量为0～1.5%、基体强度为110MPa以上的PVA纤维高强混凝土(PFRHSC)进行了立方体抗压、轴心抗压、劈裂抗拉、抗弯性能和弹性模量的测试,并对PFRHSC梁弯曲韧性进行了试验研究。试验结果表明,PFRHSC立方体抗压强度和轴心抗压强度随纤维掺量的增加有一定的降低,弹性模量随着材料抗压强度的降低略有增加;PVA纤维对PFRHSC的劈裂抗拉、抗弯强度有显著的增强作用。     

PVA水泥基复合材料弹性模量研究

为了研究PVA水泥基复合材料的纤维掺量对弹性模量的影响,及弹性模量与轴心抗压强度的关系,进行了PVA水泥基复合材料配合比试验。制作了轴心抗压强度试件,通过试验获得轴心抗压强度与弹性模量,分析各项试验数据,试验结果表明:纤维掺量增大时,PVA水泥基复合材料的弹性模量增大;PVA水泥基复合材料弹性模量与轴心抗压强度之间关系与纤维掺量有关,分析并建立了数学模型,为以后水泥基复合材料的实际工程和理论研究提供了参考价值。     

PVA纤维对100MPa超高强混凝土的力学性能影响研究

研究了不同掺量PVA纤维对100 MPa超高强混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度的影响,并结合扫描电镜,从微观上分析了PVA纤维对超高强混凝土的影响机理。研究结果表明:随着PVA纤维掺量的增加,纤维混凝土的立方体抗压强度和轴心抗压强度均降低,抗折强度和抗拉强度均有所上升。综合各项力学性能,在本试验范围内PVA纤维最优掺量为0.2%。     

聚乙烯醇纤维水泥基复合材料的力学性能及抗冻性能试验研究

通过对11组聚乙烯醇纤维水泥基复合材料(PVA-ECC)试件的抗压强度、抗折强度及单面盐冻试验,探究粉煤灰掺量和纤维掺量对PVA纤维水泥基复合材料力学性能及抗冻性能的影响。结果表明:抗压强度与抗折强度均随粉煤灰掺量的增加而降低;纤维掺量对抗折强度影响较大,而对抗压强度影响很小。单面盐冻试验中,试件单位面积质量损失与相对动弹性模量损失率均随冻融循环次数增加而增长,粉煤灰掺量为45%~50%、纤维掺量为1.75%时,抗冻性能达到最佳。     

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...     

钢纤维水泥基复合材料弹性模量和峰值应变的研究

通过对不同微钢纤维掺量的9种配合比的钢纤维水泥基复合材料单轴压缩试验,研究了微钢纤维掺量对水泥基复合材料弹性模量和峰值应变的影响。试件采用150 mm×150 mm×300 mm的棱柱体试块。单轴受压试验获得了棱柱体试件的轴心抗压强度、峰值应变和弹性模量,并系统分析了微钢纤维体积掺量对上述参数的影响。在试验结果基础上,分别给出了可以考虑微钢纤维掺量影响的弹性模量和峰值应变与轴心抗压强度的拟合公式。     

纳米SiO_2和PVA纤维增强水泥基复合材料抗压强度研究

探讨了纳米SiO_2和PVA纤维掺量及石英砂粒径对水泥基复合材料工作性和抗压强度的影响。结果表明,随着纳米SiO_2和PVA纤维体积掺量的增大,水泥基复合材料的工作性逐渐降低,立方体抗压强度和轴心抗压强度均先提高后降低;随着石英砂粒径的减小,水泥基复合材料的工作性、立方体抗压强度和轴心抗压强度均逐渐降低。纳米SiO_2和PVA纤维最佳掺量分别为1.0%和0.9%。     

掺粉煤灰PVA纤维增强水泥基复合材料的试验研究

研究了粉煤灰掺量对PVA纤维增强水泥基复合材料(ECC)的新拌性能、弯曲性能、抗压抗折强度、开裂模式及微观结构的影响.结果表明:随着粉煤灰掺量的增加,水泥净浆的屈服剪切应力和塑性黏度不断降低,ECC的流动度增加.ECC的初始开裂荷载降低、抗折和抗压强度逐渐降低,ECC的跨中挠度提高,ECC的平均裂缝宽度变小.在满足抗压强度的前提下,适当增加粉煤灰掺量有助于提高ECC的韧性和延性.     

竹炭纤维改性水泥基复合材料力学性能

采用竹炭纤维增强水泥基复合材料以提高其韧性。研究了竹炭纤维掺量对水泥基复合材料力学性能的影响规律,并与聚酯纤维增强水泥基材料进行了对比分析。研究结果表明:竹炭纤维增强水泥基复合材料抗压强度随纤维掺量的增加而降低;抗折强度随竹炭纤维掺量的增加而先增加后降低,竹炭纤维掺量为0.2%时,抗折强度达到最大。竹炭纤维掺量为0.2%时,复合材料韧性最佳。随着龄期增长,竹炭纤维腐蚀程度增加,其增强水泥基复合材料抗折强度降低,韧性亦降低。     

PVA-ECC动态压缩性能研究

用杆径为50mm的分离式霍普金森压杆(SHPB)试验研究了不同聚乙烯醇(PVA)纤维体积分数和不同基体强度的高延性纤维增强水泥基复合材料(PVA-ECC)在3种应变率下的动态压缩性能.结果表明:PVA纤维可有效改善PVA-ECC试件的冲击破坏程度,且体积分数越大,试件冲击破坏时的整体性越好;PVA-ECC的动态峰值应力、峰值应变和韧性均随应变率增加而明显提高,表现出较强的应变率效应;PVA纤维体积分数对PVA-ECC动态压缩性能影响明显,尤其对PVA-ECC峰后韧性的影响最为显著,但对PVA-ECC抗压强度应变率敏感性的影响较小;较高基体强度PVA-ECC具有较大的动态峰值应力,但动态峰值应变提高不明显,且其峰后韧性明显降低,不同基体强度对PVA-ECC抗压强度应变率敏感性的影响也不太显著.     

高延性水泥基复合材料抗压强度尺寸效应的正交试验研究

高延性水泥基复合材料(ECC)具有准应变硬化和多裂缝开展的性能,能够明显改善混凝土结构的抗震性能和耐久性。通过对32组192个试件进行抗压强度正交试验,研究ECC材料的立方体受压破坏过程,研究水胶比、纤维掺量、粉煤灰掺量和砂胶比4种因素对ECC立方体抗压强度尺寸效应的影响。试验结果表明:聚乙烯醇PVA纤维掺量增大,ECC抗压韧性明显提高;水胶比和纤维掺量是影响ECC抗压强度和尺寸效应的主要因素;水胶比增大,ECC抗压强度降低,尺寸效应系数增大;纤维掺量增大,试块抗压强度增大,尺寸效应系数增大。抗折试验表明,随着纤维掺量的增加,ECC材料的抗折强度显著提高。     

绿色水泥基复合材料的力学性能试验研究

绿色水泥基复合材料是一种可持续发展的新型建筑材料,通过对其抗压性能和抗折强度的试验研究,分析了纤维体积掺量和养护龄期对其力学性能的影响。结果表明:PVA纤维体积掺量在0%～1%时,纤维的桥联作用可提高绿色水泥基复合材料的抗压强度,改善其抗压韧性;养护龄期和纤维掺量对绿色水泥基复合材料的抗折强度的影响均较为显著。研究结论为绿色水泥基复合材料的制备和工程应用提供了参考。     

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。     

多尺度混杂PVA纤维对喷射超高韧性水泥基复合材料流动性及力学性能的影响

喷射超高韧性水泥基复合材料(UHTCC,Ultra High Toughness Cementitious Composites,又称ECC)中聚乙烯醇(PVA)纤维的种类、掺量、长度、直径等因素都会直接影响喷射UHTCC的工作性能与力学性能。通过研究3种性能相似、长度不同的PVA纤维单掺及混杂对喷射UHTCC流动度、抗压及抗折强度的影响,得出以下结论:在纤维体积掺量为1.5%时,PVA纤维长度越长,对浆体的流动性影响越大;所掺PVA纤维越长,其抗折强度越高,而抗压强度有所降低;通过对不同长度的PVA纤维进行混杂,可改善其流动性,同时可将降低纤维对抗压强度的影响。