摘要：为推广使用海洋资源,采用海砂代替硅砂制备工程水泥基复合材料(Engineering cementitious composites,ECC)。将海砂ECC与玄武岩纤维增强树脂复合材料(Basalt fiber reinforced polymer,BFRP)筋结合,充分发挥两种材料的优点,以获得更强的耐腐蚀性能及更为优异的拉伸性能。通过单轴拉伸及四点弯曲试验,研究了不同侵蚀制度及配筋率对BFRP筋增强海砂ECC的拉伸性能及弯曲性能的影响,并与未配筋的海砂ECC作比较。结果表明,BFRP筋增强海砂ECC的极限拉应力与海砂ECC相比提升了2.46~4.92倍,极限拉应变提升了1.40~2.94倍,干湿循环作用下BFRP筋增强海砂ECC的极限荷载是海砂ECC极限荷载的3.14~4.29倍。不同侵蚀制度下,BFRP筋增强海砂ECC的最佳配筋率均为0.67%。研究的BFRP筋增强海砂ECC可为桥面无缝连接板等设计提供参考。

摘要：以纤维类型及其体积分数为变量,通过单轴拉伸试验,研究了海砂工程水泥基复合材料(SECC)的单轴拉伸性能,并基于现有工程水泥基复合材料(ECC)的拉伸本构模型,阐述了SECC的稳态开裂机理,提出以强化段与软化段描述SECC拉伸应力-应变关系的波动上升段和下降段,得到了新的适用于SECC的拉伸本构模型.结果表明:纤维体积分数为1.5%的聚乙烯(PE)纤维/SECC表现出饱和多缝开裂的应变硬化行为,其延性可达到3.99%;提出的SECC拉伸本构模型计算结果可准确描述具有稳态开裂行为SECC的拉伸应力-应变关系.

摘要：基于高延性纤维增强水泥基复合材料(ECC)设计理论,以硫铝酸盐水泥为主要胶凝材料,研制出早强且高延性的快速成型硫铝酸盐水泥基复合材料(RRSCC)。对不同龄期的RRSCC进行了抗折、抗压、单轴拉伸、四点弯曲、XRD以及SEM试验,特别是对超短龄期(1 h)的试件进行了研究分析。结果表明:RRSCC的早期强度发展迅速,1、7 h龄期的试件抗折强度分别达到6.51、9.81 MPa,抗压强度分别达到26.96、52.99 MPa,表现出RRSCC优秀的早强性能。此外1 d龄期的RRSCC极限拉伸应变达到1.417%,表现出多裂缝开裂、应变硬化及高延性特征。随着龄期增长,结构内部由于水泥水化作用产生膨胀而出现微裂缝,微裂缝在结构内部作为初始缺陷使得RRSCC的极限拉伸应变能稳定达到1%,但同时也造成了极限抗拉强度的降低。通过对RRSCC弯曲韧性指标的计算可知,RRSCC满足韧性材料要求,且龄期越长,弯曲韧性增长越明显。

摘要：通过15组配合比研究了不同纤维类型、体积掺量及水胶比对工程水泥基复合材料(engineering cementitious composites,ECC)宏观力学性能(压缩、三点抗弯)的影响,并从宏观及微观尺度分析纤维对ECC的影响机理。结果表明,体积掺量由2%降低至1%时,日产聚乙烯醇纤维(polyvinyl alcohol fiber,PVA)ECC的抗弯强度降低约37.8%,抗压强度降低约5.7%,国产PVAECC的抗弯强度降低约48.8%,抗压强度降低约23.4%,PE-ECC的抗弯强度降低约20.6%,PE纤维掺量的改变对ECC的抗压强度几乎没有影响。水胶比由0.25提高至0.29时,日产PVA-ECC的抗压强度下降约32.6%,国产PVA-ECC的抗压强度下降约28.1%,PE-ECC的抗压强度下降约43%。由灰色关联分析可知,影响ECC抗压性能及抗弯性能的主要因素分别为水胶比和纤维体积掺量。

摘要：使用内蒙古乌兰布和沙漠砂完全代替微石英砂配置了高延性水泥基复合材料(ECC),并以砂胶比为变量,对其抗压强度、抗拉强度、抗剪强度以及抗弯强度四个方面的力学性能展开了全面的研究。抗拉试验后进一步对纤维断面使用扫描电镜(SEM)进行了观测,并采用X射线衍射分析(XRD)方法研究了沙漠砂的物质组成。结果表明,以沙漠砂配置的ECC,在相同骨料含量的条件下,其抗压强度、抗拉强度、抗剪强度以及抗弯强度均与微石英砂配置的ECC接近,延性约为微石英砂ECC的一半。除抗剪强度外,沙漠砂ECC其他各项性能均随砂胶比增大而提高,优化配比设计的沙漠砂ECC延性能够达到微石英砂ECC的水平。