纤维增韧水泥基复合材料拉伸性能影响因素研究

通过纤维增韧水泥基复合材料(ECC)单轴拉伸试验,研究了ECC的拉伸应力-应变关系曲线,分析了砂胶比、纤维类型、粉煤灰及矿渣含量等因素对ECC拉伸应变能力的影响规律.试验结果表明,ECC的拉伸应变能力对于组分及配比较为敏感,增加粉煤灰含量可有效提高ECC的拉伸应变能力;增大砂胶比及矿渣含量可以提高材料初裂强度及极限抗拉...     

增稠剂对超高韧性纤维增强水泥基复合材料性能的影响

以聚乙烯醇纤维(Polyvinyl Alcohol,简称PVA)-超高韧性水泥基复合材料(Engineered Cementitious Composites,简称ECC)为研究对象,选用三种成分不同的增稠剂,通过新鲜ECC的扩展度试验、硬化ECC的弯曲试验,研究了增稠剂对ECC的工作性能及力学性能的影响。试验结果显示,通过合理选择增稠剂类型及合理的配合比设计,可以使ECC在具有良好的工作性能的同时,在力学性能上也有一定程度的提高。     

高延性纤维增强水泥基复合材料抗震性能分析

根据高延性纤维增强水泥基复合材料优异的力学性能、多缝开裂特征、高延性、高能量吸收能力的特点,从理论上系统分析了高延性纤维增强水泥基复合材料的增强机理及工作过程。结果显示,纤维的加入能极大地提高水泥基体的韧性,阻止破坏裂缝的产生,从而提高结构的强度和延性,达到抗震减灾的作用。     

橡胶粉改性高延性水泥基复合材料纤维优化研究

将废旧轮胎回收得到的橡胶粉与纤维增强水泥基复合材料（ECC）结合,可以得到绿色环保、性能优异的橡胶粉ECC。文章研究了国产PVA、PE和PP三种纤维对橡胶粉ECC轴向拉伸性能的影响,并探讨了不同橡胶粉粒径、养护环境和养护龄期下ECC的基本力学性能。结果表明：掺入PE纤维的橡胶粉PE-ECC增韧效果最好,其极限拉应力可达到6.97 MPa,极限拉应变最高接近6%。橡胶粉粒径为0.2～0.9 mm时,橡胶粉PE-ECC均表现出明显的受拉应变硬化现象,其极限拉应变稳定在3.2%左右,且粒径越大,极限抗拉强度越小。在同一养护条件和养护龄期下,随着橡胶粉粒径减小,ECC的立方体抗压强度逐渐削弱,粒径0.3 mm的橡胶粉对PE纤维与水泥基体的锚固及拉伸性能影响相对较小。此外,掺入橡胶粉的PE-ECC韧性及能量吸收能力更优,其弯曲韧性指数由普通PE-ECC的20.94提高至25.33,且变形能力显著增强。     

砂胶比对混杂纤维增强水泥基复合材料力学性能的影响

采用标准砂制作新型混杂纤维增强水泥基复合材料试件,研究砂胶比对于复合材料弯曲、压缩力学性能的影响。试验结果显示,对于不掺纤维的素砂浆,0.50砂胶比下试件的力学性能更好;对于单掺钢纤维砂浆,0.45和0.55砂胶比下试件的力学性能相似,高于0.50砂胶比下的力学性能;对于钢纤维-PVA纤维两掺纤维增强砂浆,0.45砂胶比下试件的力学性能较好;对于钢纤维-PVA纤维-碳酸钙晶须三掺纤维增强砂浆,0.55砂胶比下试件的力学性能较好。此结果表明,新型混杂纤维体系中由于引入微观纤维,不仅改善了传统混杂纤维体系的增强效果,还可提高骨料的用量,从而有利于节省胶凝材料和提高复合材料体积稳定性。     

机制砂对砂浆性能影响研究

研究了机制砂最大粒径、细度模数、含泥量对砂浆物理力学性能的影响,并与同配比天然中砂砂浆做了对比.结果表明:当机制砂最大粒径由0.6 mm逐级增加到4.75 mm,砂浆表观密度呈现规律性减小,稠度增加,保水性降低,强度变化不明显.机制砂细度模数增加,稠度增加明显,砂浆保水性和密度、强度降低,且细度模数对砂浆强度的影响超过最大粒径对强度的影响.含泥量增加,砂浆表现密度不变,稠度略微降低,强度随含泥量增加而显著降低,在相同细度模数和级配的情况下,机制砂含泥量增加将导致砂浆干缩值增加.     

不同配合比参数对高延性纤维增强水泥基复合材料的性能影响

通过不同配合比对高延性纤维增强水泥基复合材料进行稠度、抗压和抗折强度试验,分析研究水胶比、砂胶比、纤维掺量对高延性纤维增强水泥基复合材料(ECC)的性能影响。试验结果表明:随着水胶比增大,ECC的抗压强度逐渐降低,在0.30～0.40水胶比范围内,水胶比对28 d抗折强度影响较小;随着聚乙烯醇纤维掺量增加,ECC的抗压和抗折强度逐渐上升;砂胶比对水泥基复合材料的抗压和抗折强度影响较小。     

高延性纤维增强水泥基复合材料力学性能试验研究

高延性纤维增强水泥基复合材料(ECC)是一种高韧性延性土木工程材料,通过对13组288个ECC试件进行单轴抗压、劈裂抗拉及四点弯曲等试验,分析聚乙烯醇纤维(PVA)掺量、水胶比及粉煤灰掺量对ECC力学性能的影响规律。研究表明:水胶比及粉煤灰掺量是影响其抗压强度的主要因素,增加PVA掺量,ECC抗压强度变化较小,峰值应变值及极限应变值明显提高,峰值后延性较好;随着水胶比增加,ECC抗拉强度及抗弯强度降低,增加PVA掺量可明显提高抗拉及抗弯强度,PVA掺量为2.0%的ECC抗拉强度较基体提高53%,抗弯强度及弯曲韧度系数分别是相应基体的2.8倍及7倍,ECC在各种破坏荷载作用下可保持良好的整体性,未发生脆性破坏。     

工程纤维增强水泥基复合材料(ECC)耐久性能研究进展及应用

普通钢筋混凝土结构存在着严重的耐久性问题,工程纤维增强水泥基复合材料(ECC)具有较高的延性和微裂缝控制能力,是有望解决工程结构耐久性问题的新型建筑材料。对ECC材料进行了介绍,综述了ECC的抗收缩性能、抗冻融性能、抗疲劳性能与抗渗性能的试验研究现状,以及ECC在实际工程中的应用。指出了推广应用ECC需要开展的工作和亟待解决的问题。     

大理岩人工砂对大坝混凝土性能影响研究

针对大理岩人工砂,考察其不同细度模数和石粉含量对大坝混凝土力学和抗裂性能的影响,并对石粉的颗粒级配对砂浆的性能影响进行了初步探讨。研究结果表明:大理岩人工砂混凝土抗压强度整体上随人工砂细度模数的增大和石粉含量的减少而增大;极限拉伸值有随细度模数的增大和石粉含量的减小而减小的趋势;人工砂的石粉颗粒级配中,粗颗粒的含量较多时砂浆的流动性和强度均较高;随着人工砂细度模数增加和石粉含量降低,混凝土湿筛砂浆开裂风险降低。通过混凝土配合比的优化,可以减小细度模数及石粉含量对混凝土性能的影响。     

掺纤维高强高延性水泥基复合材料高温下拉伸性能研究

高强高延性水泥基复合材料在使用阶段最不利影响之一是高温,但是目前对该水泥高温方面的性能研究较为局限。在常温（20℃）、200℃、400℃、600℃、800℃的温度下研究了聚乙烯醇纤维（PVA）、钢纤维、碳酸钙晶体纤维等多种纤维混杂下的高强高延性水泥基复合材料延展性。研究结果表明,常温条件下利用钢纤维替代PVA纤维将导致高强高延性水泥基复合材料的拉伸性能降低,利用碳酸钙晶体纤维适量代替PVA,可以提高水泥复合材料的延展性;高温对上述材料的抗拉强度值具有不利影响,其中PVA纤维随温度呈指数衰减的趋势;钢纤维能够延缓材料抗拉强度的衰减速率;在高温作用下,虽然碳酸钙能够提高材料本身的抗拉强度,但是在衰减速度方面并没有降低,仍旧随着温度的升高衰减速度变快。     

人工砂混凝土基本性能实验研究

鉴于实际情况,国内以人工砂等替代天然河砂生产混凝土的规模越来越大,对人工砂混凝土的工作性能及力学性能进行研究,试验结果表明人工砂的性能优于天然山砂,利用人工砂代替天然砂是完全可行的。     

人工砂中粉末对混凝土性能影响

人工砂中的粉末不是泥,是在开采加工人工砂时产生的微细原矿粉末.只要合理利用它,能起到改善砂浆及混凝土性能的作用.     

纤维增强复材筋增强工程用水泥基复合材料-混凝土复合梁受弯性能试验研究

为解决纤维增强复材(FRP)筋混凝土梁裂缝宽度和变形均较大的问题,采用受拉性能优良的工程用水泥基复合材料(ECC)取代FRP筋周围受拉混凝土形成FRP筋ECC-混凝土复合梁。通过对2组FRP筋ECC-混凝土复合梁、1组钢筋ECC-混凝土复合梁(每组5种不同ECC替代高度)的受弯试验,分析试件的开裂、屈服、极限荷载以及各级荷载下试件的挠度、裂缝、纵筋应变、混凝土平均应变。研究表明:钢筋/FRP筋与混凝土/ECC有较好的协同变形能力,ECC与混凝土也有较好的黏结性能;复合梁截面的平均应变均符合平截面假定;复合梁在正常使用状态下,受拉区ECC能充分发挥其应变硬化特性,形成较多细而密的裂缝;FRP筋ECC-混凝土复合梁可有效控制梁的变形值,提高梁的抗弯承载能力。     

纤维增强复材筋增强纤维水泥基复材桥面连接板工作性能研究

桥面无缝化设计能够提高桥梁主体结构的耐久性能,是解决桥面伸缩缝维护难题的重要方法。结合高耐腐蚀纤维增强复材(FRP),充分发挥纤维水泥基复合材料(ECC)的高延性。对GFRP筋、BFRP筋和钢筋增强连接板的工作性能、裂缝发展、应变及变形能力进行对比研究,针对GFRP筋连接板设置低配筋率对照组,研究其对整体性能的影响。结果表明,正常服役状态下,连接板最大裂缝宽度均小于限值,满足裂缝宽度要求;钢筋增强连接板的残余变形量远高于FRP增强连接板; FRP筋与ECC较低的刚度差异使得ECC材料多裂缝充分开展; FRP筋连接板主体结构受连接板变形影响较小,且在大变形条件下工作性能良好。依据连接板正常服役筋材应力水平与筋材应力限值,定义连接板正常服役安全系数,定量反映结构构件安全程度。同等配筋率FRP筋增强连接板安全系数均远高于钢筋增强连接板,且GFPR筋配筋率的降低对安全系数影响较小。     

碳纳米管水泥基纤维增强复合材料压敏性能研究

文中对比分析了几种不同碳纳米管掺量试件的电阻变化规律,评价碳纳米管水泥基纤维增强复合材料的压敏性能。试验结果表明,随着多壁碳纳米管掺量的增加,电阻率将减低并最终趋于稳定,同时,试件压敏性存在差异。当多壁碳纳米管掺量为胶凝材料质量的0.1%时,电阻变化率幅度较大,可以达到0.133,此时,碳纳米管复合材料具备较好的自感知特性,可应用于结构健康监测研究。     

形状记忆合金纤维与高延性水泥基复合材料基体的界面粘结性能的影响

针对形状记忆合金（SMA）纤维端部形式、直径、深径比（粘结长度/纤维直径）3个因素设计制作了5组试件,通过位移控制加载进行拉拔试验,分析了破坏形态、拉拔应力-应变曲线、平均粘结强度以及纤维利用率等性能,并比较了各因素对其与高延性水泥基复合材料（ECC）粘结力学性能的影响。基于试验结果,对SMA纤维在ECC中的破坏模式和粘结-滑移机理进行分析。结果表明,SMA纤维拉拔应力-位移曲线分为弹性阶段、脱粘阶段、马氏体相变阶段以及马氏体硬化阶段,直型端部SMA纤维直径和深径比的增大均会降低界面间粘结力,而N型端部SMA纤维端部锚固力能够有效改善界面间粘结性能和提高纤维利用率。     

胶砂比对纤维增强水泥基复合材料性能的影响

主要研究了不同水胶比的水泥基复合材料,在1∶0.75、1∶1、1∶1.25、1∶1.5的胶砂比条件下,水泥基复合材料性能的变化。试验结果表明,胶砂比在1∶1.25时,水泥基复合材料强度达到最大值,氯离子渗透性能较高(渗透率低);随着浆骨比的增大,水泥基复合材料的强度先增大后减小;浆骨比为1.3~1.6时,水泥基复合材料氯离子渗透高度达到最小值。当纤维掺量为1.5%时,胶砂比为1∶1.25的复合材料应力-应变曲线斜率与峰值增大,抵抗变形能力增强。微观分析表明胶砂比为1∶1.25时,复合材料强度、氯离子渗透和抵抗变形的能力较好。