可用于无筋建造的超高延性水泥基复合材料力学性能研究

为了验证超高延性水泥基复合材料(Ultra-high ductility cementitious composites,UHDCC)用于无筋建造的可行性,进行了材料、构件和结构三个层面的力学试验。试验结果显示,UHDCC的抗拉强度介于5~20MPa之间。在峰值应力处,UHDCC的平均拉伸应变达8%,最大拉伸应变可达12%以上,具有超强的拉伸强化特性; UHDCC的抗压强度介于30~120MPa之间,在某些地震强度范围内表现出罕见的抗压应变强化的特性;四点弯曲试验显示,UHDCC无筋梁的承载力相当于配筋率0. 5%~1. 5%的普通钢筋混凝土梁,达到极限承载力时,其变形均超过1/50的挠度,具备良好的抗弯和抗剪承载力及变形能力。偏心受压试验显示,UHDCC无筋柱的承载力接近配筋率为0. 8%的高强混凝土柱,并比高强混凝土柱具有更好的变形能力。通过振动台试验,对比研究了7度(0. 105g)模拟多遇地震到9度(1. 178g)模拟罕遇地震下钢筋混凝土框架(柱配筋率2. 3%)和UHDCC组合框架的抗震性能。UHDCC组合框架显示出自增强阻尼性能和良好的耗能能力,具备与钢筋混凝土框架相近的抗震能力。