超高韧性水泥基复合材料

发布时间：2023-10-26

纤维掺量是决定水泥基复合材料极限拉应变和正方体抗拉强度的主要变量。考虑到不同的纤维掺量要素，讨论了超高耐磨水泥基复合材料的工作性能和力学性能的影响。研究发现，纤维在浆料中的分散性取决于超高耐磨水泥基复合材料的工作性能，纤维掺量对超高耐磨水泥基复合材料的正方体抗拉强度有一定的影响。不同种类的纤维对超高耐磨水泥基复合材料样品的极限拉应变有明显的危害。简支梁桥面连续结构采用超高耐磨水泥基复合材料修复，并提供简支梁养护。
国内外学者为保证混凝土强度，提高抗裂性，提高混凝土韧性，勇于**提高混凝土性能，开发新材料，扩大其应用范围和适用条件[2]。过去的研究表明，纤维可以有效抑制混凝土中裂缝的扩张，提高变形能力，提高韧性，将脆性损伤变为延性损伤。钢纤维混凝土常用的纤维种类有钢纤维(SF)、聚丙烯纤维(PP)、玻璃纤维、纤维素纤维、聚乙烯醇纤维(PVA)等。其中，钢纤维、聚丙烯纤维混凝土因其施工方便、性能优异、质优价廉等特点而得到广泛应用。钢纤是一种高弹性模具纤维，具有输送荷载和抑制间隙扩大的作用，能显著提高混凝土的抗裂性、抗拉性和增韧性。研究表明，钢纤维的抗裂作用可以缓解混凝土在接近破坏时的间隙扩大，使混凝土在开裂后保持一定的强度变形能力。这种增韧效应被认为与钢纤维的弹性模具、抗拉强度和网页粘结强度密切相关[6]。混凝土凝固硬化初期的初级裂缝和缺点对混凝土的性能有很大的影响。在混凝土中加入聚丙烯纤维可以有效控制由伸缩变型、干燥收缩、温度变化等因素引起的初始裂缝。这种抑制缝隙引起的发展方式大大提高了混凝土的韧性、抗裂性[7]。韧性体现在能量吸收能力上。邓明科等[8]研究得到了PVA高延性纤维混凝土等效抗压韧性指数，反映了样品双轴受力时单位体积的变形能力。苏骏等[9]研究超高耐磨水泥基复合材料(UHTCC)当PVA纤维体积分数达到1.0%时，其等效抗压韧性较大，常温下比普通混凝土增加19.07%。ZHANG等[10]评估纤维增强地质聚物混凝土纤维(FRGPC)弯曲韧性提高的危害，极限韧性(L/75)FRGPC的能量吸收水平可以得到真实的反映。弯曲韧性评估方法主要取决于初裂点和不依赖初裂点。前一种方法包括美国ASTMC1018-1985方法和中国CECS13-2009方法等，这种方法可以很好地反映纤维种类、体积掺量对韧性的危害，但是初裂点很难确定危害韧性测量的精度。后一种方法包括美国ASTM-C1069方法、中国JG/T472-2015方法和日本JSCESF-4方法等，这种方法很容易计算，防止初裂点对数值的影响，但是不能区分纤维和基材对韧性的贡献。由于混凝土应用广泛，各种混凝土、LI等[11]不能完全适用于韧性方法，因此创建了一个新的评估系统，可以定量测量纤维对峰前、峰后韧性的危害。这种方法特别适用于纤维增强混凝土，用于高峰挠度或挠度硬化。(FRC)弯曲韧性点评。根据新的韧性鉴定方法，微钢纤维可以显著提高混凝土开裂后的韧性承载能力。苏骏等[12]提出了峰后韧性评估方法，用于低温作用下的超高耐磨水泥基复合材料，可以分析温度变化对弯曲性能的影响。建立不同评价体系的目的是研究特殊挠度下的弯曲韧性水平，但大多数情况下只能满足与研究相关的混凝土韧性评价，对其他混凝土适用性较低，而声发射信号可以有效检验混凝土损伤过程，选择特殊挠度，明确初裂点和韧性评价中的特征无效点。TRIANTIS等[13]根据声音发射信号研究FRC宏观破裂前的破坏过程，FRIEDRICH等[14]提出了一种分离声音发射信号的方法，阐述了玻璃纤维增强高聚物。(GFRP)特征无效，损伤演变规律。因此，创造声发射损伤特征与韧性的联系，有助于促进混凝土韧性评论的普遍应用。