PVA

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作者：

林社勇

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摘要：

水泥基材料是当今土木工程中广泛应用的建筑材料,由于其抗拉强度低,易开裂,脆性大等缺点,限制了水泥基材料的使用范围.水泥基材料高性能化的主要途径是复合化,核心则是纤维增强.目前,实际工程中应用最多的是钢纤维,聚丙烯纤维和尼龙纤维等,PVA(聚乙烯醇)纤维以其抗拉强度高,弹性模量高,耐酸碱腐蚀等优点逐渐受到人们的重视.PVA-ECC中文称为聚乙烯醇纤维工程水泥基复合材料(PVA EngineeredCementitious Composites,简称为PVA-ECC)是一种由乱向分布短纤维复合增强的高韧性砂浆.微观上,它考虑了纤维,基体和界面的细观力学特性,与复合材料的反应联系起来进行综合分析和系统设计;宏观上,在纤维体积掺量低于2%的情况下,PVA-ECC的极限拉伸应变能稳定地达到3%以上,并有显著的应变硬化特征.在拉伸作用下,它能够产生多道细密裂缝,开裂过程稳定,饱和开裂状态下的裂缝间距小于3mm.本文参考国内外配制PVA-ECC的方法和研究成果,进行了PVA-ECC的配制试验,抗拉强度统计试验及抗拉强度尺寸效应试验及弯曲性能试验,具体内容包括:⑴通过PVA-ECC的工作性试验,研究了水胶比和纤维掺量对水泥基复合材料拌合物坍落度和扩展度的影响.⑵通过基本力学性能试验,研究了水胶比和纤维掺量对水泥基复合材料立方体抗压强度和劈裂抗拉强度及劈压强度比的影响.⑶通过抗拉强度统计试验,研究了水泥基复合材料劈裂抗拉强度和弯曲抗拉强度的随机分布及统计特征,阐述了纤维掺量对这些特征的影响.⑷通过抗拉强度尺寸效应试验,研究了纤维掺量和试件尺寸对水泥基复合材料直接拉伸强度,劈裂抗拉强度和弯曲抗拉强度的影响.⑸通过弯曲性能试验,研究了水泥基复合材料梁的纤维掺量和试件尺寸对弯曲强度,变形和弯曲韧性的影响.试验结果表明,水泥基复合材料的工作性随水胶比的减小和纤维掺量的增大而降低;水泥基复合材料立方体抗压强度随水胶比的增大而降低,随纤维掺量的增大无明显变化规律;水泥基复合材料劈裂抗拉强度随水胶比减小和纤维掺量增大而提高;水泥基复合材料劈裂抗拉和弯曲抗拉随机强度均符合正态分布,掺加纤维能够降低材料的脆性;水泥基复合材料的直接拉伸强度,劈裂抗拉强度和弯曲抗拉强度均存在尺寸效应,随试件尺寸增大,材料强度降低,纤维掺量对水泥基复合材料抗拉强度尺寸效应无明显改善作用.加入纤维后,水泥基复合材料梁的弯曲强度有所提高,变形能力得到显著改善,试件的破坏形态由脆性破坏变为延性破坏.

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关键词：

建筑材料 复合水泥 PVA纤维 抗拉强度

学位级别：

硕士

学位年度：

2011