混杂PVA-ECC配合比优化设计及力学性能试验研究

为了降低工程用水泥基复合材料(ECC,Engineered Cementitious Composites)制造成本,使ECC能够在实际工程中大规模应用,将中国产PVA纤维和日本产PVA纤维以一定的比例混合,配制混杂PVA-ECC。基于ECC的材料设计理论,兼顾抗压强度和受拉能力,对掺有硅粉的混杂PVA-ECC中的纤维体积含量进行了优化设计。通过四点弯曲试验和轴心抗压试验,研究了混杂PVA-ECC在不同龄期下的弯曲性能和抗压性能。试验结果表明,混杂PVA-ECC试件均表现出明显的应变硬化和多缝开裂的特征,此外,其抗压强度后期增长明显。基于UM法,提出一种改进的反分析方法,可利用四点弯曲试验结果推导ECC的极限拉伸应变,并与试验结果进行了比较,结果表明,通过建议的反分析方法得到的预测值与试验值吻合较好。

超高强钢筋ECC梁受弯性能试验研究及参数分析

为减少钢筋用量并增强梁的控裂能力和延性性能,将具有应变硬化和多缝开裂能力的工程用水泥基复合材料(Engineered Cementitious Composites,ECC)与超高强钢筋组合成超高强钢筋ECC梁(Ultra High Strength Rebar Reinforced ECC Beam,UHSRRE梁).为深入研究该类梁的受弯性能,对5根UHSRRE梁(纵筋为HRB500级钢筋)和1根普通钢筋ECC梁进行四点弯曲试验,通过比较弯曲试验结果与理论分析结果以验证UHSRRE梁受弯计算理论的合理性,基于受弯计算理论分析纵筋配筋率、ECC单轴受拉极限应变和单轴受压峰值强度对UHSRRE梁(纵筋为HRB600级钢筋)的特征弯矩(开裂弯矩、屈服弯矩和极限弯矩)和受压区高度的影响.研究表明:UHSRRE梁的耐久性能和能量耗散能力有望得到提高;基于UHSRRE梁受弯计算理论得到的结果与受弯试验结果吻合良好;随配筋率增加,UHSRRE梁的屈服弯矩、极限弯矩和对应的受压区高度明显增大;ECC的单轴受拉极限应变越大,UHSRRE梁受弯产生的裂缝数量越多,但特征弯矩和受压区高度变化很小;随ECC单轴受压峰值强度的增大,受压区高度显著减小,屈服弯矩和极限弯矩提高不明显.