PVA-FRCC收缩性能试验研究

通过10组不同配合比的聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(PVA FRCC)试件的收缩试验,研究了纤维体积分数、水胶比、砂胶比及不同养护环境下PVA FRCC试件的收缩性能.结果表明：PVA纤维的掺入减小了基材的收缩,但效果有限;PVA FRCC试件的收缩随水胶比的减小、砂胶比的增大及周围介质相对湿度的升高而减小.另外,根据试验结果并结合现有混凝土材料收缩计算模型,提出了PVA FRCC收缩估算模型,比较后发现,估算模型的计算值与试验值具有较高的吻合度.     

干湿循环作用下PVA-FRCC氯离子侵蚀深度研究

通过聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(polyvinyl alcohol fiber reinforced cementitious composite,PVAFRCC)和普通混凝土在干湿交替条件下的氯盐侵蚀试验,研究了干湿循环次数、纤维体积掺量、温度梯度对PVAFRCC氯离子侵蚀深度的影响,并从水泥基内部孔隙结构和微裂缝两个主要方面进行了机理分析。结果表明,随干湿循环次数的增加,PVA-FRCC与普通混凝土氯离子侵蚀深度均在增大,且PVA-FRCC氯离子侵蚀深度和侵蚀速度均比普通混凝土的低,随着纤维掺量从0~2%增加,PVA-FRCC氯离子侵蚀深度总体呈降低趋势;随着干循环温度以20℃、40℃、60℃的梯度升高,PVA-FRCC氯离子侵蚀深度增大,纤维掺量为2%的PVA-FRCC表现出较好的抗氯盐侵蚀能力。     

配合比对PVA-FRCC长期自生收缩性能的影响EI北大核心CSCD

基于聚乙烯醇(PVA)纤维增强水泥基复合材料(PVA‑FRCC)试件的收缩试验,研究了纤维体积分数、水胶比、砂胶比对PVA‑FRCC自生收缩性能的影响.结果表明:PVA纤维的掺入减小了水泥基材料的自生收缩,但效果有限;低水胶比/低砂胶比(LW/LS)组试件的自生收缩明显大于高水胶比/高砂胶比(HW/HS)组试件;水胶比在小范围内变化时,PVA‑FRCC自生收缩随水胶比增大而增大,随砂胶比增大而降低;HW/HS组试件自生收缩占比(ε_(a)/ε_(t))随龄期的增加而增大,LW/LS组试件ε_(a)/ε_(t)随龄期的增加先增大后降低;解除密封后,HW/HS组PVA‑FRCC试件的总收缩仍有较大增长,LW/LS组试件则增长较少.     

PVA-FRCC与钢筋锚固特性研究

通过PVA-FRCC(聚乙烯醇-纤维水泥基复合材料)与钢筋黏结锚固构件的中心拉拔试验,对钢筋应力和黏结应力进行了分析.通过回归分析提出了PVA-FRCC与钢筋的黏结强度计算公式,其计算结果与试验结果吻合良好.在可靠度分析的基础上提出了PVA-FRCC与钢筋锚固长度设计建议.结果表明:钢筋锚固长度可按现行的GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》规定的公式计算.     

不同侵蚀环境下PVA-FRCC抗硫酸盐侵蚀性能研究

对聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(PVA-FRCC)在干湿循环和长期浸泡作用下分别进行了抗硫酸钠侵蚀试验研究,分析对比了不同侵蚀环境下PVA-FRCC的质量变化、体积变化和抗压强度变化。结果表明,在纤维掺量小于1%时,侵蚀环境对PVA-FRCC抗硫酸盐侵蚀性能影响明显,表现为干湿循环作用下侵蚀劣化程度更严重;在纤维掺量大于1%时,侵蚀环境对PVA-FRCC抗硫酸盐侵蚀性能影响不明显。     

基于对数正态分布的岩石损伤本构模型研究

根据岩石微元物理力学性能服从随机分布的特点,采用对数正态分布作为岩石微元强度的概率分布模型,结合损伤力学理论和统计强度理论,建立了三轴压缩条件下的岩石损伤本构模型。在此基础上,考虑岩石破裂过程全应力应变曲线的特点,利用多元函数极值理论依据试验曲线的特征参量确定出损伤本构模型参数。与试验结果及前人研究结果比较,该模型形式简单,参数求取容易,能较好地反映岩石内部缺陷分布和变形特征,表征岩石破裂过程的全应力应变关系。     

陶瓷纤维增强水泥基复合材料的研究

本文研究了陶瓷纤维增强普硅水泥复合材料的物理力学性能有耐久性，结果表明：当陶瓷纤维长度为５ｍｍ，掺量５％（Ｗｆ）时，其对水泥基体抗弯增强效果最佳，可提高约４０％，若将基体颗粒粒度降低，则抗弯增强效果可进一步提高至１００％左右；在７０℃湿热条件下，陶瓷纤维的抗弯增强效果可长时间得以保持。试验研究表明陶瓷纤维在普硅水泥基材中的耐久性大大优于抗碱玻纤，本文还探讨了陶瓷纤维在普硅水泥中的耐久机理。     

基于灰色理论的PVA-FRCC抗冻性寿命预测

通过运用灰色理论,建立满足精度要求的GM(1,1)模型,预测冻融环境中PVA-FRCC使用寿命。结果表明:GM(1,1)模型的方差比C<0.35,小误差概率P>0.95,精度良好,可用于PVA-FRCC的寿命预测与分析;掺入PVA纤维可延缓PVA-FRCC相对动弹性模量的下降趋势,PVA纤维掺量为1%的PVA-FRCC相对动弹性模量下降曲线最平缓;在相对气温很低的长春,PVA纤维体积掺量为1%的PVA-FRCC抗冻使用寿命可达143年。     

PVA ECC劈裂抗拉强度与变形性能试验研究

以劈裂抗拉强度和变形性能为主要评价指标,研究了聚乙烯醇(PVA)纤维体积分数及水胶比对工程纤维增强水泥基复合材料(ECC)劈裂全程荷载-变形曲线与劈裂抗拉强度的影响规律.结果表明:PVA纤维体积分数达到1.5%后,纤维的增强阻裂作用较为明显,横跨裂缝的PVA纤维可通过"桥接"作用继续承担和传递拉力,使PVA-ECC试件在劈裂拉伸荷载作用下具有明显的变形强化特性,且其峰值抗拉强度和峰值变形明显增大,延性得到显著改善;水胶比越大,试件在劈裂裂缝处的PVA纤维越易拔出,其峰值变形明显增大,试件破坏时具有明显的塑性特征.基于测得的材料抗拉强度,分析了2种垫条方式下所测试件劈裂抗拉强度之间的关系及其与轴心抗拉强度的关系.     

高温后PVA纤维增强水泥基复合材料力学性能试验研究

对经过100℃、200℃、400℃、600℃高温处理后的聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(PVA-ECC)进行了单轴压缩试验、单轴拉伸试验、剪切试验和四点弯曲试验,对不同温度下的试验结果进行了对比分析,拟合了高温后PVA-ECC各项性能的退化曲线,并通过扫描电镜观察了微观结构.结果表明:PVA-ECC在常温下能够表现出良...     

不同配合比参数对高延性纤维增强水泥基复合材料的性能影响

通过不同配合比对高延性纤维增强水泥基复合材料进行稠度、抗压和抗折强度试验,分析研究水胶比、砂胶比、纤维掺量对高延性纤维增强水泥基复合材料(ECC)的性能影响。试验结果表明:随着水胶比增大,ECC的抗压强度逐渐降低,在0.30～0.40水胶比范围内,水胶比对28 d抗折强度影响较小;随着聚乙烯醇纤维掺量增加,ECC的抗压和抗折强度逐渐上升;砂胶比对水泥基复合材料的抗压和抗折强度影响较小。     

高性能纤维增强水泥基复合材料(HPFRCC)的制备及其力学性能研究

采用常规的材料及通用的工艺力法,通过加入不同纤维、降低水胶比、去除粗骨料等方法配制抗压强度接近100 MPa的高性能纤维增强水泥基复合材料,并进行抗压强度、抗折强度、抗拉强度、静力弹性模量等力学性能试验,结果表明:高性能纤维增强水泥基复合材料不但具有较高抗压强度,其韧性及变形能力良好,适应现代工程结构的发展需要。     

基于神经网络方法模拟的立体车库钢结构系统失效概率分析

以立体车库钢结构系统为研究对象,根据立体车库的承载特点,按照结构系统可靠性分析的要求,采用增量载荷法与优化准则法相结合的综合方法确定结构的主要失效模式,运用神经网络技术模拟立体车库所受力的数学期望与方差,并通过Ditlevsen界限法推算系统失效概率上下界。为大型复杂钢结构系统的可靠性分析提供新思路。     

PVA纤维增强水泥基复合材料拉伸性能的影响因素研究

通过聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料（PVA-ECC）轴向拉伸试验,研究了水胶比、PVA纤维掺量、砂的种类和级配对PVA-ECC拉伸性能的影响,并利用扫描电镜（SEM）分析了砂种类和级配的影响机理。结果表明：当水胶比在0.28～0.34范围内时,PVA-ECC的极限拉应变随水胶比的增大而降低,当水胶比由0.28增至0.32时,PVAECC的极限拉应变仍大于3.0%,而当水胶比达到0.34时,PVA-ECC的极限拉应变小于3.0%;随着PVA纤维掺量的增加,PVA-ECC的极限抗拉强度增大,但极限拉应变呈先减小后增大的趋势;砂的种类和级配对PVA-ECC的拉伸性能有影响,选择粒径为0.075～0.150 mm的石英砂作为PVA-ECC的细骨料对PVA-ECC的拉伸性能最有利。     

尼龙纤维水泥基复合材料的老化性能研究

通过人工气候试验和70℃饱和氢氧化钙溶液浸泡试验，对尼龙纤维水泥基复合材料的老化性能进行了研究，70℃饱和石灰水中浸泡180d以后，尼龙纤维水泥砂浆的抗冲击强度表现出快速减小的趋势，纤维含量越高减小越明显。在360d时，3种纤维含量砂浆试样的抗冲击强度的差别大大减小，抗冲击强度保持率均为30％,在氙灯人工气候老化条件下，尼龙纤维本身发生明显的降解，而净浆内部的纤维因为水泥浆对光的屏蔽作用，其降解情况显著改善。老化400h后，尼龙纤维水泥砂浆的韧性指数与抗冲击强度的保持率分别可达82％－87％和94％－99％。     

PVA纤维直径对水泥基复合材料抗拉性能的影响

研究了由2种性能相似、直径不同的聚乙烯醇(PVA)纤维增强的水泥基复合材料的单轴抗拉性能.试验结果表明:材料抗拉性能受纤维直径影响显著,在基材配比、纤维掺量均相同时,采用直径较大(d_f=39μm)PVA纤维的复合可获得应变硬化与多点开裂模式,其极限抗拉应变可达到2.6%;而采用直径较小(d_f=15μm)PVA纤维的复合材料却表现出明显的应变软化与单点开裂模式,其极限抗拉应变仅为0.1%左右;当采用细PVA纤维时,复合材料的抗拉强度有所提高;其主要原因是纤维的粗细影响了纤维的桥接应力.保证纤维从水泥石中拔出而非断裂是优化纤维桥接性能的基本条件.     

高温后超高韧性水泥基复合材料冲击破碎#br# 分形特征分析

采用了Ф80mm的分离式Hopkinson压杆对经历不同温度（常温、200℃、400℃、500℃、600℃、800℃）后的混杂纤维UHTCC材料进行了三组冲击气压下(0.35MPa、0.45MPa、0.55MPa)的动态压缩试验,收集冲击破碎后的试块进行分形特征分析。利用X-CT和SEM扫描电子显微镜对高温后试样的内部结构进行观测,从微观上解释了碎片分形特征随温度变化的原因。结果表明：UHTCC的分形维数随着冲击气压的增大而增大,耗能能力随着分形维数的增加呈指数式上升。与传统混凝土材料不同,UHTCC的分形维数随着温度的升高而降低,800℃时其分形维数接近于混凝土。UHTCC中PVA和钢纤维的协同阻裂作用改变了裂纹的发展路径,造成断裂面粗糙度增加,这可能是分形维数高于混凝土的原因;随着温度的增大,纤维桥联作用的弱化、温度裂纹的出现以及水化产物的分解导致材料断裂面粗糙度降低,分形维数逐渐接近于混凝土。     

PVA纤维增强水泥基复合材料:性能与设计

PVA纤维成为制备高延性纤维增强水泥基复合材料的首选而被广泛应用.综述了PVA纤维以及PVA纤维增强水泥基复合材料的基本性能,指出PVA-ECC性能设计应借助微观力学模型,从纤维的几何特性、纤维基体界面特性以及基体自身特性三方面进行研究分析,在此基础上,提出需要进一步研究的问题.     

FRCC框架梁裂缝性能试验研究

通过三分点弯曲试验,研究FRCC框架梁在弯曲荷载作用下的裂缝发展规律,并与RC框架梁进行对比,结果表明:加载至承载力极限状态,FRCC框架梁的受拉裂缝几乎贯穿了整个加载阶段,并在极限状态呈现出较多裂缝共同发展的破坏模式;RC框架梁表面不再有新裂缝产生,既有裂缝逐渐变宽增长并近乎贯通整个横断面.利用原理公式,引入应变修正...