纤维水泥基复合材料的力学性能影响因素分析

作     者：张伟 菅博文 黄世谋 王涛 王超圣 程佳佳 ZHANG Wei;JIAN Bowen;HUANG Shimou;WANG Tao;WANG Chaosheng;CHENG Jiajia

作者机构：河南科技大学土木建筑学院河南洛阳471023 三门峡市建筑材料重点实验室河南三门峡472000 洛阳市规划建筑设计研究院有限公司河南洛阳471000 南京工业大学经济与管理学院江苏南京211816 

基　　金：国家自然科学基金项目(52104082) 

出 版 物：《河南科技大学学报(自然科学版)》 (Journal of Henan University of Science And Technology:Natural Science)

年 卷 期：2024年第45卷第6期

页      码：29-37,M0004页

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。

主 题 词：复合材料 纤维增韧 力学性能 应变硬化 

学科分类：08[工学] 081304[081304] 0805[工学-能源动力学] 080502[080502] 0813[工学-化工与制药类] 

D　O　I：10.15926/j.cnki.issn1672-6871.2024.06.004

馆 藏 号：203156920...