王秋生， 温 唯， 罗 昊， 易 勇

(1.北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室， 北京 100124； 2.湖南大学土木工程学院， 长沙 410012)

1 研究背景

为了改善水泥基材料的拉伸性能，Li等[1]以“纤维桥联”理论为核心，结合初裂准则与稳态开裂准则，提出工程水泥基复合材料(engineered cementitious composites，ECC)的概念，并应用聚乙烯醇纤维研制出聚乙烯醇纤维增强工程水泥基复合材料(polyvinyl alcohol fiber reinforced engineered cementitious composites，PVA-ECC)材料[2].PVA-ECC的高韧性与多裂缝稳态开展模式有效弥补了普通混凝土脆性大、裂缝宽度大、耐久性能差的缺陷[3-5]，在工程中得到较为广泛的应用.

PVA-ECC达到峰值应力前有较长的弹塑性阶段，其较强的应变硬化性能来源于拉伸荷载作用下保持稳态的多细微裂缝发展.当PVA-ECC同时满足初裂准则与稳态开裂准则时，便会具备较强的应变硬化性能[6-7].

初裂准则要求材料第一裂纹处的拉伸应力不得超过基体中纤维可获得的最大桥联应力，当材料不满足初裂准则时，纤维会直接从基体中被拉出或扯断，应力随之骤降；稳态开裂准则也称为能量准则，要求裂纹尖端开裂韧度要小于裂纹开裂最大韧度，裂纹尖端的开裂韧度由稳态开裂应力决定，其大小应小于纤维最大桥联应力.

粉煤灰是PVA-ECC中重要的胶凝材料，掺入基体后能够减弱水泥颗粒间的黏聚效应，提升材料流动性；粉煤灰与水泥水化产生的氢氧化钙反应生成水化硅酸钙凝胶，能够改善骨料与水泥间的界面结构并有效降低基体与纤维的结合强度[8]，增强材料的韧性；……