超高韌性水泥基復(fù)合材料的攪拌方法研究.pdf

1、超高韌性水泥基復(fù)合材料(Engineered Cementitious Composites，ECC)是一種由亂向分布短纖維復(fù)合增強(qiáng)的超高韌性砂漿。與一般纖維混凝土不同的是，ECC是一種基于細(xì)觀力學(xué)原理設(shè)計(jì)的材料。就是說(shuō)，通過(guò)建立一個(gè)綜合考慮了纖維、基體和界面之間力學(xué)作用的細(xì)觀力學(xué)模型，將各構(gòu)成要素的特性與復(fù)合材料的反應(yīng)聯(lián)系起來(lái)。通過(guò)綜合分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)，得到了有利于復(fù)合材料性能的纖維、基體和界面特性的選擇準(zhǔn)則。在宏觀上，ECC最顯著的特

2、點(diǎn)是拉伸應(yīng)變，硬化特性，其應(yīng)變范圍為3-7％，并且纖維體積摻量通常低于2％。通過(guò)綜合運(yùn)用細(xì)觀力學(xué)模型優(yōu)化復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)從而實(shí)現(xiàn)超高韌性。在拉伸應(yīng)變硬化過(guò)程中，沿著試件的張拉方向，多重微裂縫寬度限制在60μm內(nèi)。ECC可認(rèn)為是一種優(yōu)化了的高性能纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料(High Performance FiberReinforced Cementitious Composite，HPFRC)。攪拌方法對(duì)ECC性能有重要影響，本文參考國(guó)內(nèi)

3、外制備纖維混凝土的攪拌方法和研究成果，對(duì)聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol，PVA)纖維增強(qiáng)超高韌性水泥基復(fù)合材料的攪拌方法以及外加劑摻量搭配進(jìn)行了試驗(yàn)研究，具體內(nèi)容如下： (1)通過(guò)PVA-ECC拌合物的坍落擴(kuò)展度試驗(yàn)，研究了增稠劑摻加方法、纖維加入批次、投料順序以及攪拌時(shí)間對(duì)PVA-ECC拌合物流動(dòng)性的影響規(guī)律，提出了有利于PVA-ECC拌合物流動(dòng)性的攪拌方法。 (2)通過(guò)PVA-ECC薄板、梁四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)

4、和抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，研究了增稠劑摻加方法、纖維加入批次、投料順序以及攪拌時(shí)間對(duì)PVA-ECC抗彎性能和彎曲韌性等力學(xué)性能的影響規(guī)律，結(jié)合拌合物流動(dòng)性試驗(yàn)的研究成果，提出了PVA-ECC的最佳攪拌方法。 (3)通過(guò)PVA-ECC拌合物的坍落擴(kuò)展度試驗(yàn)、流動(dòng)度試驗(yàn)、V漏斗試驗(yàn)和U型箱試驗(yàn)，研究了不同高效減水劑、增稠劑摻量對(duì)PVA-ECC拌合物工作性的影響規(guī)律，并得出了自密實(shí)PVA-ECC的外加劑摻量搭配。 (4)通過(guò)PVA-EC