混掺精细钢纤维/PVA纤维水泥基复合材料单轴拉伸试验及本构关系

为了研究精细钢纤维与聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)纤维掺量对纤维水泥基复合材料抗拉力学性能的影响,进行了4组12个精细钢纤维/PVA纤维混杂水泥基材料试件的单轴抗拉试验,测得其应力-应变曲线及相关抗拉力学性能指标。试验和分析结果表明,含0.8%精细钢纤维试件的初裂强度为3.70 MPa,峰值强度为4.16 MPa,分别略低于最大值4.44 MPa与4.86 MPa,但峰值应变为最大值0.858%,材料韧性优于其他试件。过多的精细钢纤维不利于纤维发挥其增韧作用。基于试验数据建立了适用于混掺精细钢纤维/PVA纤维水泥基材料的单轴拉伸应力应变本构模型,模型拟合结果与试验曲线吻合良好。

混掺精细钢纤维/PVA纤维水泥基复合材料的四点弯曲力学性能试验研究

通过四点弯曲试验研究精细钢纤维/聚乙烯醇(PVA)纤维混掺对水泥基复合材料的弯曲性能的影响,试验考虑PVA纤维体积掺量为1.0%,精细钢纤维体积掺量为0.4%、0.8%、1.2%、1.6%,分析不同掺量对试件破坏形态、荷载-挠度曲线、韧性指数、裂缝分布的影响规律。结果表明:精细钢纤维与PVA纤维混掺后,试件的荷载-挠度曲线呈双峰状,破坏后呈多缝开裂,裂缝宽度减小。体积掺量为0.8%精细钢纤维与1%PVA纤维的混掺试件,其抗弯强度提高了138%,韧性指数I_(5)、I_(10)、I_(20)分别提高了8.5%、18.3%、25.9%,混掺纤维可有效提高水泥基复合材料的抗弯性能。