高延性水泥基复合材料的断裂性能分析.pdf

《高延性水泥基复合材料的断裂性能分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、中图分类：TQl72文献标识码．D．文章编：1007-0389(2014)05一l枷4余保英，向佳瑜，杨龙，张潇啸(中建商品混凝土有限公司，湖北武汉430000)摘要：实验测试了不同纤维掺量下的高延性水泥基复合材料的栽荷一挠度曲线，并对试件加载过程中的声发射信号进行收集，分析了试件断裂后的裂纹分布及纤维在基材中的破坏形式。结果发现：(1)当纤维体积掺量2．0％时，水泥基材的极限挠度、极限抗弯承载力分别可达20．16mm、19．47MPa；(2)高延性水泥基复合材料破坏主要来自于微裂纹的萌生、扩展以及损伤积累过程，试件从加载至完全破坏的时间为素水泥基复合材料破坏持续时间的2—5倍；(3

2、)高延性水泥基复合材料中纤维的破坏以纤维被拔出和纤维被拉断两种模式，试件表现出明显的多缝开裂特征。关键词：高延性水泥基复合材料、载荷一挠度曲线、声发射、断裂性能AnalysisofthefracturepropertiesofhighductilitycementitiouscompositesYuBaoying，XiangJiayu，Yanglong(ChinaConstructionReadyMixedConcreteCO．，LTD，WuhanHubei430000)Abstract：Testedtheload-deflectioncurvesofhighductilitycem

3、ent-basedcompositematerialswithdifferentcontentoffiber,andcollectedtheacousticemissionsignalinloadingprocess，analysedthecrackdistributionandfiberfailuremodesinthebrokensamples．Theresultsshowasfollows：(1)whenthefibervolumerateisover20％，theultimatedeflectionandflexuralcapacityofthece-ment—basedco

4、mpositeCanreach20．16mmand19．47MPa；(2)thefailureofhighductilitycement-basedcompositeWasmainlycausedbytheaccumulationprocessofcrack'semer画ng，expandinganddamaging，asthetimefromloadingtocompletedestroyWas2-5timesofthatofpurecement-basedcompositematerial；(3)thedestroyoffiberinhilghductilitycement-ba

5、sedcompositehastwokindsofmede-一oneis”bepulled”outandtheotheris”bebroken”．thesampleshowsmultiplecrackingobviously．Keywords：Hishductilitycement-basedcomposites；Load-deflectioncurve；acousticemission；fracture0前言一个多世纪以来，水泥混凝土作为最主要的建筑材料，具有原料来源广泛、工艺简便、防火性能好、抗压强度高等优点川。但与此同时，混凝土材料也存在韧性差、抗拉强度低、易于开裂等缺点，这些

6、缺点严重影响混凝土在建筑结构中的服役寿命ul。20世纪90年代早期美国密歇根大学的Victor．Li主持研究设计了工程水泥基复合材料(EngineeredCe—mentitiousComposite，ECC)。该材料在纤维体积掺量2％左右的情况下，表现出良好的应变硬化能力和多缝开裂开展特性。这种高延性水泥基复合材料的出现，在确保建筑结构强度的同时，保证了构体的韧性和可控的裂缝宽度，成为水泥混凝土之外的一个新的重要分支口～1。目前国外对高延性水泥基复合材料的研究较多，在高延性水泥基复合材料的应变硬化、多缝开裂特征以及耐久性方面均有涉及，国内的研究主要集中在高延性水泥基材的弯曲韧性、承载

7、力及裂缝分布等方面，对高延性水泥基复合材料加载过程中断裂性能及能量信号的分析相对较材料韧性的影响，确定纤维最佳掺量；同时通过对加载过程中声发射信号收集、断裂后裂纹分布及纤维破坏形式的测试，对高延性水泥基材的断裂性能进行较全面的分析。1原材料及试验方法试验采用来自江西亚东水泥厂P·O42．5水泥，江西贵溪火力发电厂的I级粉煤灰，制备的高延性水泥基复合材料(Highductilitycementitiouscompos．ites，HDC)具体配方见表1，所用纤