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高温后HVFA-SHCC的单轴压缩力学性能及本构关系

2021-03-11牛淼鑫周甲佳

建筑材料学报 2021年1期

赵 军,牛淼鑫,周甲佳,王 志

(1.郑州大学 力学与安全工程学院,河南 郑州 450001;2.郑州大学 土木工程学院,河南 郑州 450001)

应变硬化水泥基复合材料(SHCC)是Li等[1-2]基于微细观断裂力学,通过选择适当的材料和微观参数所获得的具有应变硬化行为和多裂缝开裂特征的纤维增强水泥基复合材料.当纤维掺量为2%左右时,其极限拉应变为3%~5%,裂缝宽度小于100μm[3].与普通混凝土相比,SHCC具有优异的延性性能、耐久性能和耗能能力,适用于高层建筑结构、桥梁、道路工程及修复工程中.因此,自其出现后便受到广泛关注.为减弱SHCC基体的刚度,调节基体的流变性能,改善纤维的分布,实现应变硬化和多裂缝开裂效果,掺加粉煤灰等矿物掺和料,部分取代水泥是较为有效的方法.已有研究表明,大掺量粉煤灰对SHCC的抗拉性能[4]、干缩[5]和耐久性能[6]等均具有改善作用.此外,粉煤灰作为一种工业废料,当其用于SHCC中,亦可满足建筑材料可持续性发展的需要.因此,大掺量粉煤灰-应变硬化水泥基复合材料(HVFA-SHCC)被认为是一种绿色的高性能水泥基复合材料.

SHCC材料作为一种新型建筑材料,当其用于实际工程中,尤其是承受高温环境(如火电厂、冶金工业厂房、核电站等)时,其耐高温性能势必要引起足够重视.2010年,Sahmaran等[7]开创性地进行了高温后SHCC残余力学性能和微观结构的研究.随后,大量学者从冷却方式[8]、加热方式[9]、养护龄期[10]、骨料类型[11]、PVA纤维掺量[12]、尺寸效应[13]、高温后的渗透性能[14],以及纳米粒子对高温性能的改善……

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