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混杂纤维增强应变硬化水泥基复合材料的弯曲性能预测

2021-03-11夏超凡李志华

建筑材料学报 2021年1期
关键词:复合材料

张 聪,夏超凡,袁 振,李志华

(1.江南大学 环境与土木工程学院,江苏 无锡 214000; 2.武汉理工大学 硅酸盐建筑材料国家重点实验室,湖北 武汉 430000; 3.中国建筑材料科学研究学院 绿色建筑材料国家重点实验室,北京 100024)

应变硬化水泥基复合材料(SHCC)的极限拉伸应变大、延性好,近年来受到了土木工程领域的广泛关注[1-6].但是由于成本原因,SHCC的推广应用依然存在瓶颈.纤维混杂化是提高SHCC性价比的重要手段之一[7-20].近年来,国内外学者对钢纤维(SF)/聚乙烯醇(PVA)纤维混杂应变硬化水泥基复合材料(SF-PVA/SHCC)的基本力学性能开展了广泛的试验研究[8-20].相比于直接拉伸试验,弯曲试验更容易开展且其数据离散较小.而且从结构材料的工程应用角度来看,深入了解SF-PVA/SHCC的弯曲性能是其在建筑结构构件中应用的前提.近年来,国内外学者对PVA纤维混杂应变硬化水泥基复合材料(PVA/SHCC)以及SF-PVA/SHCC的弯曲性能开展了一定的研究,但是目前依然欠缺能够预测SF-PVA/SHCC弯曲性能的理论计算方法.

1 试验

1.1 基体材料

基体选用水泥砂浆,材料包括无锡天山水泥集团有限公司生产的P·O 42.5水泥、河南四通化建有限公司提供的Ⅰ级粉煤灰和精细石英砂(粒径100~210μm,平均粒径150μm),按照m(水泥)∶m(粉煤灰)∶m(石英砂)=1.0∶4.0∶1.8的比例混合,水胶比mW/mB=0.34.瑞士进口的Sika牌聚羧酸高性能减水剂,减水率(质量分数)28.3%,用于调节新拌浆体的工作性,掺量为胶凝材料质量的0.5%.

1.2 纤维材料

钢纤维(SF)由上海真强纤维有限公司生产,有端部弯钩,长度为13mm,直径为0.2mm,长径比为65,抗拉强度为2000MPa,弹性模量为200~210GPa,密度为7.8g/cm3;……

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