论文部分内容阅读
高延性纤维混凝土(Engineered Cementitious Composite,ECC)是一种经微观力学设计、具有显著应变硬化特征的新型先进水泥基复合材料。纤维体积掺量为2%左右的ECC在变形过程中能稳定产生多条细密裂缝,具有显著的应变硬化性能,其极限拉应变可达3%~7%,是普通混凝土的150%~300%,普通纤维混凝土的30%~300%。目前,在各类ECC材料的相关研究中,有关PVA-ECC的研究最为普遍,但其中大部分相关试验研究主要采用小尺寸构件进行,尺寸效应的有关内容相当匮乏。本文系统测定了高延性混凝土立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、极限弯曲强度与弯曲韧性尺寸效应,并对其机理进行分析,这有助于全面了解ECC材料的性能特点,为其工程应用提供理论基础。主要研究内容及结果如下:(1)通过PVA-ECC立方体抗压强度及劈裂抗拉强度尺寸效应试验,研究了纤维体积掺量和养护龄期对ECC材料抗压强度尺寸效应与劈裂抗拉强度尺寸效应的影响。结果表明,PVA-ECC抗压强度与劈裂抗拉强度均存在显著的尺寸效应。相同纤维体积掺量下,养护龄期越久,PVA-ECC抗压强度与劈裂抗拉强度尺寸效应越显著;相同养护龄期下,纤维体积掺量越大,PVA-ECC抗压强度与劈裂抗拉强度尺寸效应度越小,尺寸效应现象越不明显。(2)通过PVA-ECC极限弯曲强度及等效弯曲韧性尺寸效应试验,研究了纤维体积掺量和养护龄期对ECC材料极限弯曲强度尺寸效应与等效弯曲韧性尺寸效应的影响。结果表明,PVA-ECC极限弯曲强度与等效弯曲韧性均存在明显的尺寸效应。相同纤维体积掺量下,养护龄期越久,PVA-ECC极限弯曲及强度等效弯曲韧性尺寸效应越显著。另外,随着纤维体积掺量不断增加,PVA-ECC极限弯曲强度及等效弯曲韧性尺寸效应度值均逐渐减小,说明掺入纤维可以改善PVA-ECC的弯曲强度及韧性尺寸效应。(3)通过对PVA-ECC极限弯曲强度及等效弯曲韧性尺寸效应试验数据进行统计性分析,研究了PVA-ECC极限弯曲强度和等效弯曲韧性的随机分布及统计特征,结果表明,PVA-ECC极限弯曲强度及等效弯曲韧性尺寸效应与强度及韧性统计性有关,其内在机理可能由材料的强度随机性导致。(4)通过PVA-ECC内部温升试验,研究了PVA-ECC立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、极限弯曲强度及弯曲韧性的尺寸效应与材料内部温度应力间的关系。结果表明,PVA-ECC立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、极限弯曲强度及弯曲韧性尺寸效应与试件内部温度应力有关,这可能由ECC材料内部温度应力变化引起。