减缩剂和PVA纤维对超轻水泥复合材料收缩开裂行为的影响

研究了减缩剂和聚乙烯醇(PVA)纤维对超轻水泥复合材料(ULCC)收缩开裂行为的影响,测试了ULCC的基本力学性能、四点弯曲性能、自由收缩以及圆环约束条件下的开裂行为.结果表明:减缩剂可以明显降低ULCC的自由收缩,纤维对ULCC的自由收缩基本没有影响;由于纤维对裂纹的抑制作用,掺入PVA纤维可以比减缩剂更有效地控制ULCC的裂缝宽度,推迟首次开裂时间,其中以掺入6%减缩剂和长度12 mm细PVA纤维的效果最佳;弯曲试验中小挠度下的残余弯曲强度与纤维增强ULCC的早期最大裂缝宽度之间存在相关性.

纤维对超轻质水泥基复合材料抗压性能的影响

超轻质水泥基复合材料(ULCC:ultra lightweight cement composite)是一种新型复合材料。通过对超轻质水泥基复合材料抗压性能的试验研究,分析了掺入不同体积含量(0.5%,1.0%)的聚乙烯醇(PVA:Polyvinyl alcohol)纤维和钢纤维(ST:Steel)及养护龄期对其抗压性能的影响。结果表明,掺入0.5%体积含量的PVA纤维之后密度没有明显的变化,而加入1.0%体积含量的PVA纤维或钢纤维可较明显地提高ULCC的密度;加入纤维可以有效提高ULCC的早期抗压强度,尤其是3 d条件下的强度,并且加入PVA纤维时强度最高可增大66.7%,加入ST纤维时强度最高可增大77.8%;掺入1.0%体积掺量的PVA纤维或者是ST纤维对其极限压应变有较明显的增大作用,并且加入纤维后可提高ULCC的塑性变形能力。

超轻质水泥基复合材料基本力学性能

为探究超轻质水泥基复合材料(ultra lightweight cement composite,ULCC)的基本力学性能及应力-应变曲线本构关系.以粉煤灰空心微珠为唯一轻质微集料,以水泥和硅灰为胶凝材料,以高效减水剂和减缩剂为外加剂,配制了钢纤维体积掺量为1%,表观密度介于1 250~1 550 kg/m3,轴心抗压强度介于47.9~70.0 MPa的4种不同密度等级的ULCC.对其分别进行单轴抗压和单轴抗拉试验,分别研究了ULCC的轴心抗压和轴心抗拉力学性能,测得了ULCC材料轴心抗压强度、轴心抗拉强度、弹性模量、泊松比及单轴抗压和单轴抗拉应力-应变曲线.结果表明:ULCC的抗压强度、抗拉强度和弹性模量均随密度的增加而增加; ULCC的轴心抗压强度和弹性模量与密度呈较强线性相关性.轴心抗拉试验结果表明ULCC抗拉应力-应变曲线关系呈现明显的峰后平台段,ULCC材料具有良好的拉伸变形能力.根据试验测得的ULCC单轴抗压和单轴抗拉应力-应变全曲线,建立了ULCC单轴抗压和单轴抗拉的分段式应力-应变本构方程.研究成果可为ULCC结构的设计和非线性有限元计算提供理论依据.

超轻质水泥基混合材料密实度和力学性能研究

研究了在超轻质水泥基混合材料中加入消泡剂后对其密实度和表观质量的影响,以选择消泡剂的合理掺量。并利用此合理掺量,对其进行抗压性能的试验研究,分析了掺入不同体积含量(0.5%,1.0%)的聚乙烯醇(PVA)纤维对其抗压性能的影响。结果表明,未加纤维与加入0.5%PVA纤维的消泡剂掺入量可选择0.03%和0.05%。掺入0.5%体积含量的PVA纤维之后密度没有明显的变化,而加入1.0%体积含量的PVA纤维可较明显地提高ULCC的密度;对于本试验,加入纤维可以有效提高ULCC的早期抗压强度,尤其是3d龄期条件下的强度;纤维的掺入还可以提高ULCC的极限压应变和塑性变形能力。

纤维对超轻质水泥基复合材料抗弯性能的影响

超轻质水泥基复合材料(ULCC)是一种新型复合材料。通过对超轻质水泥基复合材料抗弯性能的试验研究,分析了掺入不同体积含量(0.5%,1.0%)的聚乙烯醇(PVA)纤维和钢纤维(ST)对其抗弯性能的影响。结果表明,在掺入同种纤维的情况下,1.0%体积掺量纤维掺入时,极限弯拉强度和试件吸收能量的能力都有明显的提高;在掺入同样体积掺量纤维的情况下,掺入PVA纤维时的极限弯拉强度要小于掺入钢纤维时的极限弯拉强度;1.0%体积掺量PVA纤维的掺入可以更好的提高水泥基体的抗弯抗韧性能;在保证荷载降低到同样水平的条件下,钢纤维的掺入可以在一定程度上加大试件的最终跨中挠度,掺入1.0%体积掺量纤维时,掺入钢纤维时的最终跨中挠度值要比掺入PVA纤维时高534.86%。