PVA纤维增强水泥基复合材料的抗拉性能

通过单轴拉伸试验,研究了粉煤灰种类、掺量、水胶比和砂胶比对聚乙烯醇(PVA)纤维应变硬化水泥基复合材料(SHCC)拉伸性能的影响.研究结果表明:粉煤灰替代部分水泥会降低SHCC的抗拉强度,随着粉煤灰掺量的增加,SHCC的应变硬化和多缝开裂特性能得到更好的发挥;在相同掺量下,Ⅰ级粉煤灰相较于Ⅱ级粉煤灰而言,能使SHCC具有更好的拉伸性能;水胶比的增加与砂胶比的减小,都会使SHCC的初裂强度和极限拉伸强度降低,但其极限拉伸应变会有所提升,较高的水胶比与较低的砂胶比更利于SHCC应变硬化和多缝开裂特性的发挥.     

PVA纤维水泥基材料力学性能试验研究

为了制备超高韧性的水泥基复合材料(ultra high toughness cementitious composites,UHTCC),通过抗压、抗折以及直接拉伸试验,结合扫描电镜(SEM)测试,探讨粉煤灰掺量、石英砂掺量对UHTCC力学性能的影响;通过粉煤灰-石英砂复配,研究超高韧性水泥基材料的最优粉煤灰-石英砂掺量配比.结果表明:随着粉煤灰掺量的增加,抗压、抗折强度降低,拉伸变形增大,但是当粉煤灰质量/水泥质量(m(FA)/m(C))大于2.7后,拉伸变形提高缓慢;当石英砂质量/胶凝材料的质量(m(S)/m(B))为0.36时,拉伸变形性能最好;本文确定的最优粉煤灰-石英砂体系掺量为:m(FA)/m(C)-m(S)/m(B)=1.2-0.48,m(FA)/m(C)-m(S)/m(B)=2.2-0.36.     

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.     

乳化沥青对PVA纤维增强水泥基复合材料韧性的影响

为了研究乳化沥青对纤维增强水泥基复合材料韧性的影响,采用乳化沥青制备PVA纤维增强水泥基复合材料,对其强度和韧性性能进行测试,并采用SEM对试件断面微观形貌进行了分析。结果表明,加入乳化沥青以后,复合材料的抗压强度和抗折强度迅速下降,而韧性性能迅速上升;纤维的破坏模式由拉断破坏变成拔出破坏,随之在试件底部出现了多缝开裂;当乳化沥青用量为10%时,试件出现了明显应变硬化现象;当乳化沥青用量过大时,韧性反而下降。此外,结合微观力学原理,对乳化沥青的增韧机理进行了阐述。     

桥梁用聚丙烯纤维增强水泥基复合材料的力学性能

为了给所提出的一种新型桥梁用聚丙烯纤维增强水泥基复合材料(PP-ECC)的工程应用提供技术支撑,开展了PP-ECC的力学性能研究。首先,考虑粉煤灰掺量对PP-ECC性能的影响,设计了3种配合比方案,测试了3种配合比方案的抗压强度、抗折强度、抗压回弹模量等基本力学性能。接着,从3种配合比中优选出一种配合比方案,通过四点弯曲试验对其弯曲特性进行了全过程表征,并定量评价了其弯曲韧性。结果表明,本文制备的PP-ECC的60 d抗压强度为50～54 MPa,抗折强度达到了7～8 MPa,抗压回弹模量仅为8～10 GPa。本文制备的PP-ECC在四点弯曲试验中表现出了多缝开裂现象和变形硬化行为,试件的弯曲韧性指标达到了37.10,且残余强度指标值几乎都大于1.0,说明这种新型材料具备一定的强度、良好的裂缝控制能力和变形能力,可作为桥梁关键部位建筑材料。     

纤维增强水泥基复合材料研究的若干问题探讨

对水泥基材料耐久性差的主要原因，纤维在水泥基材料中可能存在的主要增强作用，影响纤维增强效果和复合材料耐久性的主要因素及该材料主要力学性能有关研究模型进行了综述，分析了研究中存在的问题及今后的研究趋势。     

聚乙烯醇纤维水泥基复合材料

介绍了聚乙烯醇纤维的特点和聚乙烯醇纤维水泥基复合材料的高延性、耐久性、抗疲劳性能和抗破坏能力．     

秸秆纤维水泥基复合材料性能的研究

对秸秆纤维水泥复合材料的基体相、界面相、复合效果、秸秆纤维水泥基复合材料性能，以及界面剂对其性能的影响等方面进行了研究，结果表明，在界面剂的作用下，秸秆植物纤维和水泥之间取得了良好的界面效果。     

绿色韧性水泥基复合材料碳化性能试验

为了研究绿色韧性水泥基复合材料(GCC)的耐久性,进行了快速碳化试验,研究了GCC的抗碳化性能以及水胶比和纤维掺量对抗碳化性能的影响规律.结果表明:随着碳化时间的增加,GCC的碳化深度逐渐增加,但其碳化速率逐渐减小;掺加一定量的纤维可以改善GCC的抗碳化性能,但当纤维掺量超过一定临界值时,GCC的抗碳化性能反而有所降低;水胶比对于GCC的抗碳化性能有明显影响,随着水胶比的增加,GCC材料的抗碳化性能逐渐降低.     

碳—尼龙纤维混杂改性水泥基复合材料的力学性能研究

对碳纤维－尼龙纤维混杂改性水泥基复合材料研究表明，该方法是提高水泥基复合材料强度和韧性的最有效方法。进一步研究表明：在纤维总掺量较大情况下，水泥基复合材料中碳纤维－尼龙纤维混杂使抗弯强度，冲击性韧性呈负混杂效应，结合抗弯，抗拉条件下荷载－变形曲试验研究，作者对两种纤维混杂增强，增韧作用机理进行分析，认为：高弹纤维、低弹纤维各项参数相匹配及水泥基体改性可以获得更好的混杂改性效果。     

碱硅酸反应对水泥基材料力学性能的影响

通过对比活性不同的两种砂制备的砂浆试样在碱硅酸反应中的膨胀率,结合三轴抗压测试研究了碱硅酸反应前后水泥基材料的力学性能变化,分析了碱硅酸反应后材料微观结构演变与力学性能间的关系。结果表明碱惰性砂制备的砂浆试样中骨料周围局部区域形成少量针状凝胶相,由于碱硅酸反应速率较慢且凝胶相较少,因而其膨胀率较小且对水泥基材料力学性能的影响较小。碱活性砂制备的砂浆试样中,骨料周围易生成大量针状凝胶层,且随着碱硅酸反应的进行凝胶相膨胀加剧,促进水泥基材料中骨料周围的水泥浆体中形成大量裂纹,进而明显影响水泥基材料的力学性能。研究表明,三轴抗压测试中,除膨胀率外,极限抗压强度和应变量也可以作为评价水泥基材料碱硅酸反应水平的参量。     

双向纤维增强复合材料拉伸试验研究

纤维增强复合材料具有轻质、高强、耐腐蚀等优点,广泛应用于工程结构加固中。针对双向纤维增强复合材料的特点设计单轴拉伸试验装置,对双向纤维增强复合材料进行拉伸试验,研究破坏特征、抗拉强度、弹性模量及伸长率等,分析双向纤维增强复合材料力学性能的影响因素。试验表明,纤维原丝的抗拉强度不可直接作为编织纤维增强复合材料抗拉强度的设计值用于加固设计,其破坏表现出明显的脆性断裂,而且纤维材料的种类、纤维材料的制作工艺对纤维增强复合材料的力学性能具有一定的影响。     

ECC材料的抗冻融性能试验研究

采用快冻法试验研究高韧性纤维增强水泥基复合材料(ECC)的抗冻融耐久性能,并与混凝土和砂浆抗冻融性能进行对比,分析国产与进口聚乙烯醇(PVA)纤维对ECC抗冻融性能的影响规律,探讨砂灰比对ECC抗冻性的影响.结果表明:300次冻融循环后,掺入国产和进口PVA纤维的ECC质量损失率分别控制在2.5%和1.5%以内;ECC的纵向相对动弹性模量比混凝土和砂浆提高1.62～1.87倍;ECC的横向相对动弹性模量比混凝土和砂浆提高1.61～1.79倍.随着砂灰比的增加,ECC质量损失率逐渐增加;ECC纵向与横向相对动弹性模量稍有增加.ECC抗冻等级高于F300,完全可用于寒冷地区混凝土结构的加固与维护.     

钢筋混凝土迭合梁受力性能试验研究

研究了水电工程中广泛应用的低迭合面钢筋混凝土迭合梁的正截面受力性能。在综合分析现有高、低迭合面迭合梁试验成果的基础上，提出了水工钢筋混凝土迭合梁的二次受力特征系数β的计算公式，并讨论了纵向受拉钢筋的应力控制问题，供修订水工钢筋混凝土结构设计规范参考。     

高韧性纤维增强水泥基复合材料的单轴拉伸力学性能

试验研究了3种纤维掺量聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(PVA-ECC)的单轴拉伸力学性能及纤维掺量对ECC力学性能的影响规律,探讨了裂缝扩展宽度与轴拉应力的关系,分析了ECC拉伸断裂能与特征长度.结果表明:当纤维掺量由0.308%提高到0.462%时,PVA-ECC的断裂能提高128%,特征长度提高146%,最大拉应变提高128%.PVA-ECC的断裂能和最大拉应变比聚丙烯纤维混凝土分别提高209%和3 614%.表明PVA纤维具有良好的阻裂增韧效用,显著提高了ECC的抗裂性能和变形能力,ECC在单轴拉伸荷载下能实现应变硬化和多重裂纹开裂.     

纤维素纤维增强高韧性水泥基复合材料的拉伸力学性能

研究了3种纤维掺量UF纤维素纤维增强水泥基复合材料(UF-ECC)的单轴拉伸性能及纤维掺量对ECC力学性能的影响规律,探讨了裂缝扩展宽度与轴拉应力的关系,分析了ECC的拉伸断裂能与特征长度.结果表明:当纤维体积掺量由0.3%提高到0.6%时,UF-ECC的最大拉应变提高183%,断裂能提高419%,特征长度提高281%.ECC复合材料的最大拉应变是聚丙烯纤维混凝土的8~20倍.UF纤维素纤维具有良好的阻裂增韧效用,显著提高了ECC的变形能力,ECC在单轴拉伸荷载下能实现应变硬化和多重裂纹初裂.     

层布式钢纤维-聚丙烯腈纤维混凝土力学性能试验研究

通过力学性能对比试验，研究了层布式钢纤维和聚丙烯腈纤维的混杂应用对混凝土的力学性能的影响．结果表明，层布式钢纤维—聚丙烯腈混杂纤维明显提高了混凝土的抗弯拉性能，显著改善了混凝土的延性和弯曲韧性。     

基于声发射技术的高韧性水泥基复合材料开裂损伤特性

研究了同等抗压强度等级的普通混凝土和高韧性水泥基复合材料的抗弯拉力学性能,采用声发射(AE)技术对比检测和分析了二者在三分点弯曲荷载作用下的开裂损伤规律。力学测试结果表明,高韧性水泥基复合材料具有较高的抗弯拉强度和应变硬化能力。AE检测结果表明,随着普通混凝土强度的增大,AE信号幅度增大,但其AE事件总数增长规律和幅值分布规律与强度无明显关系;高韧性水泥基复合材料AE信号的幅值和分布密度均比同等抗压强度等级的普通混凝土小;普通混凝土试件的断裂过程区主要集中在断裂面附近,而高韧性水泥基复合材料基本已覆盖了整个纯弯段,在细密裂缝的扩展过程中高强纤维对裂尖能量进行了有效的吸收和传递。     

PVA/PAA/BC复合水凝胶的制备与性能

利用冰冻-解冻循环法制备聚乙烯醇（PVA）/聚丙烯酸（PAA）/细菌纤维素（BC）复合水凝胶.研究BC与单体丙烯酸（AA）用量对PVA/PAA/BC复合水凝胶的力学性能和溶胀特性的影响,初步探讨PVA/PAA/BC复合水凝胶的pH敏感性.实验结果表明：随着BC添加量的增多,PVA/PAA/BC复合水凝胶的含水率和拉伸强度与PVA/PAA水凝胶相比均有一定程度的提高,SEM表明复合水凝胶的网络交联点增多;加入AA会使复合水凝胶拉伸强度减小,但溶胀性能提高很多.综合考虑,BC添加量为4%,AA添加量为8%时,各项性能均较好.