PVA纤维与织物复合增强水泥基材料弯曲韧性研究-《混凝土与水泥制品》杂志社

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PVA纤维与织物复合增强水泥基材料弯曲韧性研究

Study on Flexural Toughness of PVA Fiber and Textile Reinforced Engineered Cementitious Composite Materials

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关键词：

PVA纤维；水泥基复合材料；弯曲韧性评价；能量法

Key words：

PVA fiber; Engineered cementitious composite; Flexural toughness evaluation; Energy approach

刊期：

２０19年第5期

DOI：

10.19761/j.1000-4637.2019.05.048.06

文章编号：

基金项目：

国家自然科学基金项目（51579195）。

作者：

苏骏1，郑辉1,2，郭旺1，蔡新华2

单位：

1.湖北工业大学土木建筑与环境学院，武汉 430068； 2.武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，430072

摘要

摘要：水泥基复合材料掺入PVA纤维可以提升基体的韧性，定向分布的纤维织物也具有增韧效果。为了研究PVA纤维与织物复合对水泥基材料弯曲性能的影响，通过改变PVA纤维的掺量和织物配网率对方板试件进行抗弯性能试验，采用3种弯曲韧性的能量评价方法对试验结果进行分析和对比。试验结果表明，PVA纤维和织物在基体中产生协同作用；PVA纤维对基体弯曲韧性的贡献要优于织物；PVA纤维掺量和织物配网率的增加可以在一定程度上提高板在开裂过程中能量吸收的能力。

Abstract: The toughness of the matrix can be increased by adding PVA fiber into engineered cementitious composite, and the directional distribution of fiber textile also has the toughening effect. In order to study the influence of PVA fiber and textile composite on the bending performance of engineered cementitious composite, the bending performance test was carried out by changing the volume content of PVA fiber and textile mesh ratio of the square plate, and the test results were analyzed and compared by using three energy evaluation methods of flexural toughness. The results show that PVA fibers and textile have synergistic effects in the matrix. The contribution of PVA fiber to matrix flexural toughness is better than that of textile. The increase of PVA fiber content and textile mesh ratio can improve the energy absorption capacity of the plate during the cracking process to some extent.

结论

(1）织物表面使用粉煤灰处理要优于细砂，加入PVA纤维可以明显提升构件的极限承载力，PVA纤维掺量为1.0%时,基体的增强增韧效果更为显著；PVA纤维能有效抑制裂缝的发展，在基体内和纤维织物之间产生正效应，使试件内部应力传递更加均匀，从而有效提高了试件的抗弯性能，增加了基体的极限荷载和残余荷载；PVA纤维对基体整体增强增韧效果优于织物，在板开裂过程中，PVA纤维与织物产生协同效应，PVA纤维拔出前织物能将内部应力更加均匀地分摊到接触面上，保证了裂缝的稳定发展，延长了纤维的拔断时间。

（2）三种弯曲韧性评价方法中，反映PVA纤维掺量变化对基体弯曲韧性影响最直观的方法是基于荷载-挠度曲线的韧性指标评价方法，能量化出PVA纤维掺量变化对基体弯曲韧性改变所提供的贡献。三种弯曲韧性评价方法的本质都是基于方板受力变形过程中所吸收的能量进行量化分析，得出的结论具有一致性。

（3）依据欧洲喷射纤维ECC标准，除去PVA纤维掺量为0的试验组，其他试件均达到了最低等级E50。掺量为1.0%的试验组在能量吸收能力上要优于掺量为0.5%的试验组。PVA纤维体积掺量为1.0%、织物层数为2层的水泥基复合材料，其弯曲韧性指数I50是普通ECC试件的17.8倍，在跨中挠度为40δult，p时的弯曲韧性指标T78（40）是普通水泥基复合材料的49倍左右。

参考文献

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引用本文

苏骏,郑辉,郭旺,等.PVA纤维与织物复合增强水泥基材料弯曲韧性研究[J].混凝土与水泥制品,2019(5):48-53.

SU J,ZHENG H,GUO W,et al.Study on Flexural Toughness of PVA Fiber and Textile Reinforced Engineered Cementitious Composite Materials[J].China Concrete and Cement Products,2019(5):48-53.

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