高韧性PVA纤维水泥基复合材料力学性能研究

论文摘要

混凝土材料自诞生以来,人们就通过不断的努力来提高其强度,而往往忽视了其韧性,混凝土材料抗压不抗拉的问题始终没有得到令人满意的答案。聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料是一种采用水泥、矿物掺合料、水、粒径小于5mm的细骨料与PVA纤维拌合而成的水泥基复合材料。该材料的显著特点是：在直接拉伸情况下,极限荷载对应的极限拉应变可大于3%,产生假应变硬化以及多裂缝开裂现象。并且在多裂缝开裂中,裂缝的平均宽度稳定在80μm左右。文章阐述了聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料在国内外的研究进展及其工程应用,这些都预示着聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料在未来的工程领域中将占用更加重要的位置。本文主要从以下几个方面对该材料的基本性能展开了研究：1.对各组分的投料顺序进行试验,得到了纤维在基体中不结团且均匀分布的方法。另外,测定拌合物的流动度,研究材料的工作性能。2.在抗压强度试验中,测定不同配合比下70.7mmX70.7mmX70.7mm的立方体试块的抗压强度,其均值在21.66MPa至63.77MPa之间,并且抗压强度均值随着粉煤灰在基体中的掺量的增加而减小。3.采用抗折试验来研究该材料在三点弯曲下的抗折强度,抗折强度均值在12.46MPa至16.95MPa范围内,抗折强度亦如抗压强度那样随着粉煤灰掺量的增加而单调下降。4.通过四点弯曲试验测定的材料的荷载-挠度曲线,研究了材料的抗弯比例极限强度、抗弯强度、抗弯弹性模量以及弯曲韧度指数。在本试验的配合比下,薄板试件的极限挠度最大的可达到26.5mm。5.利用直接拉伸试验,研究材料的拉伸性能,试件极限拉应变最大可达2.09%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• §1-1 研究背景
• §1-2 ECC的研究发展现状
• 1-2-1 国外关于ECC的研究
• 1-2-2 国内关于ECC的研究
• §1-3 ECC的工程应用
• §1-4 研究目的与主要研究内容
• 第二章 试验设计
• §2-1 试验材料
• 2-1-1 水泥
• 2-1-2 粉煤灰
• 2-1-3 石英砂
• 2-1-4 减水剂
• 2-1-5 水
• 2-1-6 纤维
• §2-2 配合比设计
• §2-3 投料顺序与搅拌
• §2-4 流动度试验
• §2-5 本章结论
• 第三章 高韧性PVA纤维水泥基复合材料的抗压与抗折性能研究
• §3-1 高韧性PVA纤维水泥基复合材料的抗压强度试验
• 3-1-1 试件制作与养护
• 3-1-2 试验设备与加载过程
• 3-1-3 试验现象与结果
• §3-2 高韧性PVA纤维水泥基复合材料的抗折试验
• 3-2-1 试件制作与养护
• 3-2-2 试验设备与加载过称
• 3-2-3 试验结果及试件破坏形态
• §3-3 本章结论
• 第四章 高韧性PVA纤维水泥基复合材料的弯曲与拉伸性能研究
• §4-1 高韧性PVA纤维水泥基复合材料的四点弯曲试验
• 4-1-1 试件制作与养护
• 4-1-2 试验设备与加载过程
• 4-1-3 荷载-挠度曲线
• 4-1-4 试件破坏形式
• §4-2 高韧性PVA纤维水泥基复合材料的直接拉伸试验
• 4-2-1 试件制作与养护
• 4-2-2 试验设备与加载过程
• 4-2-3 试验现象与结果
• 4-2-4 试件破坏形式
• §4-3 本章结论
• 第五章 结论与展望
• §5-1 结论
• §5-2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间所取得的相关科研成果