纤维水泥基复合材料的力学性能影响因素分析
张伟1
菅博文1
黄世谋2
王涛3
王超圣1
程佳佳4
1.河南科技大学土木建筑学院,河南洛阳 4710232.三门峡市建筑材料重点实验室,河南三门峡 4720003.洛阳市规划建筑设计研究院有限公司,河南洛阳 4710004.南京工业大学经济与管理学院,江苏南京 211816
摘要：为改善传统混凝土抗拉韧性差、变形能力弱的不足,制备了 9种纤维水泥基复合材料(ECC)哑铃型与棱状体试件,通过单抽拉伸、抗折抗压试验分析了纤维体积掺量、水胶比、砂胶比、粉煤灰掺量对ECC力学性能影响.利用有限元软件对基体1、5进行了应力分析.结果表明:随粉煤灰掺量增大,ECC极限抗拉应变提高,应变数值最高为5.21％,抗拉应力则随之降低.水胶比低于0.33则会显著降低拉伸应变,但拉应力较高为2.8 MPa,砂胶比大于或小于0.36时,会降低ECC拉伸性能,减少裂缝开展数目,9种基体纤维体积的最佳掺量为2.0％.9种ECC均产生应变硬化与多缝开裂现象,基体1和基体5裂缝开展状况较为优异,且有限元应力分析结果与试验结果基本一致.粉煤灰掺量过大会降低ECC抗压强度,但由于纤维桥接阻裂效应,抗折强度提升较高.在水泥基体中掺加纤维起到的桥接阻裂效应可提升水泥复合基体的抗变形能力与延性,且粉煤灰所起到的"滚珠效应"可润滑纤维-基体界面,减少摩擦力,并有利于ECC应变-硬化现象的形成.
关键词：复合材料纤维增韧力学性能应变硬化
分类号：TU528.581(建筑材料)
资助基金：国家自然科学基金(52104082)
论文发表日期：2024-12-25
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 29-37 )
英文信息