陈 鹏，王春辉，俞景云，徐百霖，陆晨超，罗 敏
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发布时间：2020-01-06 00:00:00
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采用ECC提高RC梁抗弯性能的试验研究
Experimental Study on Flexural Properties of RC Beam Improved by ECC
２０18 Ｎｏ.4
国产纤维；抗弯承载能力；跨中挠度；裂缝
Domestic fiber; Flexural capacity; Mid-span deflection; Crack
２０18 Ｎｏ.4
1000-4637（2018）04-65-04
江苏省高校自然科学研究面上项目（17KJB5600 06）；江苏省大学生创新项目（201613655011Y）；南京航空航天大学金城学院大学生创造项目（201613655011Y）。
陈 鹏，王春辉，俞景云，徐百霖，陆晨超，罗 敏
南京航空航天大学金城学院，211156
前言
高性能纤维增强水泥基复合材料（Engineered CementitiousComposites，简称ECC）是由密歇根大学Victor Li [1]基于细观力学和断裂力学基本原理提出的一种新型材料，它由水泥、矿物掺合料、石英砂、纤维（体积掺量不大于2%）制成，极限拉应变可达3％以上，在单轴拉伸荷载作用下能产生多条细密裂缝，表现出稳定的拉应变硬化特征 [2-3]。为了更好地发挥ECC材料的优良特性、节约成本，将ECC材料与传统混凝土梁相结合，形成受拉区部分为ECC材料的RC/ECC组合梁构件，对梁抗弯性能的提高有重要作用。Maalej和Li[4]采用极限拉应变高达5.4%的PE-ECC材料来替换受拉区混凝土，ECC层厚度取为2倍梁底至受拉纵筋中心点的距离，实验发现RC/ECC组合梁的极限承载力和曲率比普通钢筋混凝土梁高出10%左右，而裂缝宽度随荷载的增长速率要远低于普通钢筋混凝土梁，说明采用ECC材料替代部分受拉区混凝土，可以获得很好的裂缝控制能力，进而防止钢筋的锈蚀，提高结构的耐久性。李庆华[5]研究也发现，与钢筋混凝土梁相比，ECC材料厚度刚刚超过钢筋的组合梁承载力提高了30%，变形能力提高了大约70%，裂缝宽度保持在0.05 mm范围以内。
目前的ECC大多采用日本纤维[6-7]，本文采用国产纤维配置ECC材料，制作普通钢筋混凝土梁和RC/ECC组合梁进行对比，对6根试验梁进行了弯曲试验，并从极限承载能力、控裂性能等方面分析其抗弯性能，探讨了ECC材料在抗弯加固方面的应用前景。
陈鹏,王春辉,俞景云,等.采用ECC提高RC梁抗弯性能的试验研究[J].混凝土与水泥制品,2018(4):65-68.
CHEN P,WANG C H,YU J Y,et al.Experimental Study on Flexural Properties of RC Beam Improved by ECC[J].China Concrete and Cement Products,2018(4):65-68.
浏览量:
1000
采用ECC提高RC梁抗弯性能的试验研究
英文名 :
Experimental Study on Flexural Properties of RC Beam Improved by ECC
刊期 :
２０18 Ｎｏ.4
关键词 :
国产纤维；抗弯承载能力；跨中挠度；裂缝
Key words :
Domestic fiber; Flexural capacity; Mid-span deflection; Crack
刊期 :
２０18 Ｎｏ.4
DOI :
文章编号 :
1000-4637（2018）04-65-04
基金项目 :
江苏省高校自然科学研究面上项目（17KJB5600 06）；江苏省大学生创新项目（201613655011Y）；南京航空航天大学金城学院大学生创造项目（201613655011Y）。
作者 :
陈 鹏，王春辉，俞景云，徐百霖，陆晨超，罗 敏
单位 :
南京航空航天大学金城学院，211156
陈 鹏，王春辉，俞景云，徐百霖，陆晨超，罗 敏
前言
高性能纤维增强水泥基复合材料（Engineered CementitiousComposites，简称ECC）是由密歇根大学Victor Li [1]基于细观力学和断裂力学基本原理提出的一种新型材料，它由水泥、矿物掺合料、石英砂、纤维（体积掺量不大于2%）制成，极限拉应变可达3％以上，在单轴拉伸荷载作用下能产生多条细密裂缝，表现出稳定的拉应变硬化特征 [2-3]。为了更好地发挥ECC材料的优良特性、节约成本，将ECC材料与传统混凝土梁相结合，形成受拉区部分为ECC材料的RC/ECC组合梁构件，对梁抗弯性能的提高有重要作用。Maalej和Li[4]采用极限拉应变高达5.4%的PE-ECC材料来替换受拉区混凝土，ECC层厚度取为2倍梁底至受拉纵筋中心点的距离，实验发现RC/ECC组合梁的极限承载力和曲率比普通钢筋混凝土梁高出10%左右，而裂缝宽度随荷载的增长速率要远低于普通钢筋混凝土梁，说明采用ECC材料替代部分受拉区混凝土，可以获得很好的裂缝控制能力，进而防止钢筋的锈蚀，提高结构的耐久性。李庆华[5]研究也发现，与钢筋混凝土梁相比，ECC材料厚度刚刚超过钢筋的组合梁承载力提高了30%，变形能力提高了大约70%，裂缝宽度保持在0.05 mm范围以内。
目前的ECC大多采用日本纤维[6-7]，本文采用国产纤维配置ECC材料，制作普通钢筋混凝土梁和RC/ECC组合梁进行对比，对6根试验梁进行了弯曲试验，并从极限承载能力、控裂性能等方面分析其抗弯性能，探讨了ECC材料在抗弯加固方面的应用前景。
陈鹏,王春辉,俞景云,等.采用ECC提高RC梁抗弯性能的试验研究[J].混凝土与水泥制品,2018(4):65-68.
CHEN P,WANG C H,YU J Y,et al.Experimental Study on Flexural Properties of RC Beam Improved by ECC[J].China Concrete and Cement Products,2018(4):65-68.
摘要
参数
结论
参考文献
引用本文
摘 要：采用国产纤维制成的高性能水泥基复合材料（ECC）替代部分混凝土，形成受拉区部分为ECC的RC/ECC组合梁（RE梁），并与普通钢筋混凝土梁（RC梁）进行抗弯性能对比试验研究。结果表明，RE梁的破坏模式为受剪破坏，极限抗弯承载能力约为RC梁的1.35倍，平均最大跨中挠度约为RC梁的1.5倍；在加载过程中，RE梁的裂缝宽度随荷载的增长速率远远低于RC梁，裂缝数目多、间距小、宽度小。采用ECC替代20%梁高的受拉区混凝土可使梁获得较为优越的抗弯性能。
Abstract: In order to effectively improve the flexural capacity of reinforced concrete beams, an engineered cementitious composite (ECC) is introduced to partially substitute concrete in the tension zone of a reinforced concrete beam (RC beam) to form a reinforced/ECC concrete composite beam (RE beam). Experimental studies on flexural behaviors of RC beams and RE beams are carried out. The results show that the flexural capacity and the mid-span deflection are about 1.35 times and 1.5 times that of RC beams, respectively. In the process of loading，the crack width of RE beams with load growth rate is far lower than that of RC beam. Compared to RC beams，RE beams are demonstrated that superior performances in the number, the space, and the width of cracks. A depth ratio of 20% would be a proper parameter for designing ECC thickness of RE beams.
关键词:
国产纤维；抗弯承载能力；跨中挠度；裂缝
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