用数字图像相关法研究聚合物改性砂浆的力学性能

数字图像相关法(DIC)是一种新型的非接触式光学测量材料变形的方法,与传统接触式测量方法相比,具有操作简单、大变形测量、精度高、分析区域灵活可变等优点。聚合物乳液常用于改善水泥基材料的力学性能,提高抗拉、抗折强度及其韧性。本文采用三维数字图像相关法(3D-DIC)研究聚合物改性砂浆的在受压状态下的应力应变行为。结果表明,3D-DIC法可以提供试块选定区域的应力-应变全曲线,以及试块开裂性能、断裂模式等丰富的信息。研究发现,在受压模式下,接触法测得的试块轴向总变形大于采用DIC测得的选定中间区域的变形,这是由于试块中部选定区域的变形受到周围部分的约束。这种约束作用会随着聚合物改性砂浆弹性模量的降低而减弱。随着聚合物掺量的增加,由于聚合物的掺入增加了材料的断裂韧性并极大地削弱了应力集中,聚合物改性砂浆的破坏模式逐渐由脆性破坏转变为韧性破坏。此外,聚合物改性砂浆的开裂应变、峰值应变、断裂能随着聚合物掺量的增加而增加。聚合物掺量较低时(5%),聚合物改性砂浆的Poisson比随着聚合物相的增加而升高。