高延性纤维增强水泥基复合材料研究应用新进展.pdf

《高延性纤维增强水泥基复合材料研究应用新进展.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、第28卷第3期土木工程与管理学报Vo1．28No．32011年9月JournalofCivilEngineeringandManagementSep．201l高延性纤维增强水泥基复合材料研究应用新进展韩建平，柴巧利(兰州理工大学a．防震减灾研究所；b．甘肃省土木工程防灾减灾重点实验室，甘肃兰州730050)摘要：首先综述了以ECC为代表的高延性纤维水泥基复合材料的发展过程及其基本力学性能，包括在单轴拉伸作用下优异的应变硬化以及多缝开裂的性能、抗压性能以及在弯曲作用下较高应变性能。其次较为详细地介绍了钢筋ECC结构构件，包括弯曲构件、受剪构件、梁柱

2、连接构件以及预制填充墙等在往复周期荷载作用下的性能研究进展。最后简要介绍了目前ECC在工程中的应用情况，提出了今后应开展的主要研究内容。关键词：ECC；应变硬化；多缝开裂；抗震性能中图分类号：TU352．1文献标识码：A文章编号：2095-0985(2011)03-0018-06}昆凝土是目前世界上应用最广泛的建筑材浆渗浇钢纤维网混凝土(SlurryInfiltratedMat料。在实际工程应用中，混凝土主要存在以下不Concrete，SIMCON)』，它们在直接拉伸荷载作用足：一是极限受拉荷载下的脆性破坏。混凝土的下具有明显的应变硬化特性，其受

3、拉性能相对普抗拉强度较低，当受到拉应力作用时极易发生脆通混凝土和纤维混凝土有很大改善，但其纤维体性破坏，如剥落、破碎等。二是混凝土的耐久性问积掺量较高，如SIFCON中钢纤维体积掺量为4％～20％u2题。如混凝土收缩、化学侵蚀以及热效应等环境，不仅成本难以控制，裂缝也很难控制因素所引起的耐久性问题，同时混凝土表面不断在几百个m量级内，而且需要特殊的工艺才能扩展的裂缝也会极大地影响结构的耐久性，缩短加工成型，这些都极大地限制了HPFRCC在实际结构的服役寿命。工程的推广应用。近年来，以ECC(EngineeringCementitiousECC是以

4、水泥、砂、矿物掺合料等构成基体，Composites)为代表的纤维增强水泥基复合材料引以乱向分布短纤维为增韧材料的复合材料。在纤起国内外广泛关注。与普通混凝土、钢纤维混凝维体积掺量为2．0％左右的情况下，其极限拉应土以及高性能混凝土相比，其在韧性、耐久性和抗变能达到3％以上，在拉伸和剪切荷载作用下呈疲劳性能等方面都有大幅度的提高和改善。在美现出高延性，并表现出明显的应变一硬化及多缝开国、日本和欧洲等国家及地区，ECC已经开始大裂特性，且饱和状态的多缝开裂裂缝宽度大多小量应用于边坡加固、桥面修复、桥梁连接板及高层于100m_4J。ECC不仅成本容易

5、控制，而且使用建筑连梁等领域。在国内，ECC的研究主要还集常规的搅拌方法和施工工艺就可以成型。中在试验室条件下的材料性能研究，尚没有ECCECC最早是由美国密歇根大学的VictorC．的工程应用实例⋯。1Ji教授等在20世纪90年代初根据微观力学和断裂力学基本原理提出的设计理论，即采用基于微1ECC材料的发展及理论研究观力学的性能驱动设计方法(PerformanceDrivenDesignApproach，简称PDDA)对材料微观结构进多年来，在改善传统混凝土脆性的过程中，高行调整，将乱向短纤维增强水泥基复合材料的纤性能纤维增强水泥基复合材料(H

6、ighPerformance维桥联法作为研究的理论基础，考虑纤维特性、FiberReinforcedCementitiousComposites，HP-基体特性和纤维／基体的界面特性及其之间的相FRCC)开始出现，如砂浆渗浇钢纤维混凝土互影响，建立了获得材料应变．硬化特性的两个设(SlurryInfiltratedFiberConcrete，SIFCON)和砂计准则，即第一起裂应力准则和裂缝稳态扩展准收稿日期：2011-07-09作者简介：韩建平(1970一)，男，甘肃宕昌人，教授，研究方向为工程结构抗震减震、结构健康监测及损伤诊断(Email：

7、jphan@lut．ca)基金项目：甘肃省高校基本科研业务费资助(0904ZTB152)第3期韩建平等：高延性纤维增强水泥基复合材料研究应用新进展·23·mentitiouscomposites[J]．ConstructionandBuilding[18]徐世娘，蔡向荣．超高韧性纤维增强水泥基复合材Materials，2009，23(1)：96—106．料基本力学性能[J]．水利学报，2009，40(9)：[11]高淑玲，徐世娘．PVA纤维增强水泥基复合材料单1055．1O63．轴抗压试验研究[J]．混凝土与水泥制品，2009，6[19]Fisc

8、herG，LiVC．Influenceofmatrixductilityonthe(6)：43-45．tension—stiffenin