PVA纤维增强水泥基复合材料单轴抗压试验研究
２００９年第６期
１２月
混凝土与水泥制品
ＣＨＩＮＡＣＯＮＣＲＥＴＥＡＮＤＣＥＭＦＮＴＰＲＯＤＵＣＴＳ
２００９Ｎ０６
Ｄｅｃｅｍｂｅｒ
ＰＶＡ纤维增强水泥基复合材料单轴抗压试验研究
高淑玲１，徐世娘２
（１．河北工业大学土木工程学院，天津３００４０１；２．大连理工大学海岸与近海工程国家重点实验室）
摘要：采用尺寸为ｑｂ７６ｘ１５２ｍｍ的圆柱体试件，研究了体积掺量为２％的ＰＶＡ纤维增强水泥摹复合材料（ＰＶＡ—ＦＲＣＣ８）的单轴抗压应力一应变曲线与普通混凝土的区别，分析了其应力一应变曲线、力学性能及破坏形态。研究结果显示，此种复合材料的抗压强度在２０—４０ＭＰａ之间时，其峰值应力对应的应变町达到０．８％～１．５％，是混凝土峰值应变的４—７倍．极限压应变是混凝土的５－１０倍，具有较高的抗压韧性。
关键词：ＰＶＡ—ＦＲＣＣｓ；圆柱体单轴抗压；应力一应变曲线；峰值应变
中图分类号：ＴＵ５０２文献标识码：Ａ文章编号：１０００—惦３７（２００９）０６—坞—０３
０前言
混凝土抗压强度试件可采用圆柱体、立方体和棱柱体等形状。因为圆柱体内部的应力较其他形状均匀，而立方体试样不同方向的抗压强度有差异，所以，国外常采用混凝土圆柱体试件来确定混凝土的轴心抗压强度。例如，美国、日本和欧洲混凝土协会（ＣＥＢ）均采用直径６英寸（１５２ｍｍ）、高１２英寸（３０５ｍｍ）圆柱体标准试件的抗压强度作为轴心抗压强度的指标。纤维增强水泥基复合材料（ＰＶＡ—ＦＲＣＣｓ）具有超高韧性、高抗拉应变能力和高的抗破裂能力，其拉应变值大于３％，ＰｖＡ—ＦＲＣＣｓ的抗压强度，国外多采用尺寸为０７６ｍｍｘ１５２ｍｍ的圆柱体，几乎每个配比都进行过单轴抗压强度的试验【ｌ－３１，但其抗压应力一应变全曲线研究的较少。本文对ＰＶＡ—ＦＲＣＣｓ的圆柱体的抗压应力一应变曲线、破坏形态进行了研究。
１原材料与试验
１．１试验材料
４２．５Ｒ级普通硅酸盐水泥；超细石英砂；Ｉ级粉煤灰；Ｓｉｋａ一Ⅲ３３１０系列高效减水剂；日本产Ｋ一Ⅱ可乐纶（ＲＥＣｌ５）ＰＶＡ纤维；增稠剂为羟丙甲基纤维素。配合比见表１。
１．２试件设计
表１试件配合比
文献【４］描述了抗压试件的几何形状和尺寸，最合适的试件形状是截面呈圆形或正方形的棱柱体，试件长度应为截面特征尺寸的两倍，因此，本文采用直径７６ｍｍ、高度１５２ｍｍ的圆柱体试件，每组配比至少保证３个试件。因试件上表面（即浇注面）的不平度越大则强度降低越大１５１，故对试件进行了金刚砂磨平处理，以消除不平度对其抗压强度的影响。
１．３加载装置
圆柱体试件沿圆周每隔１２０。安装一个ＬＶＤＴ，竖向变形取三个ＬＶＤＴ的平均信号。进行轴向变形测量时，测量设备直接固定在上加载垫块上，在任何情况下不要将它们固定在混凝土上，因为峰值后试件会严重
基金项目：国家自然科学基金项目（５０４３８０１０）。破裂，这可能会使ＬＶＤＴ工作不稳定，以至测到的轴向变形不能用来确定ＰＶＡ—ＦＲＣＣｓ的杨氏模量。可以利用竖向应变片来确定峰值应变，至少要用３个试件的平均值。加载装置见图１。
图１圆柱体轴心抗压试验装置
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高淑玲，徐世娘ＰＶＡ纤维增强水泥基复合材料单轴抗压试验研究
载，变形可继续增加。
５结论
图６圆柱体试件破坏形态
比混凝土高。此种材料的极限压应变在１．５％一３．５％，是混凝土极限压应变的５—１０倍。初始弹性模量大约是普通混凝土的１／８～１／３，测得的极限压应变是混凝土的７１—１２９倍。这说明应力达到峰值后，纤维还能继续承
（１）采用圆柱体进行抗压强度试验，抗压面只有两个，试件表面尤其是浇筑面必须采用金刚砂进行磨平，消除不平引起的误差；
（２）随着粉煤灰掺量增加，２８ｄ抗压强度降低；水泥强度等级降低，抗压强度降低；砂子粒径减小，抗压强度增加。
（３）ＰＶＡ—ＦＲＣＣｓ峰值荷载对应的压应变约为Ｏ．８２％～１．５％，比混凝土峰值荷载对应的高３－６倍。其圆柱
表２圆柱试件抗压强度试验结果注：括号内数值不计算在平均值内。
体抗压强度１６—３３ＭＰａ，可知其抗压强度不是很高，但其极限压应变是混凝土５一１０倍，拥有较高的抗压韧性。
（４）ＰＶＡ—ＦＲＣＣｓ压应力达到峰值时，不是瞬间破坏，而是突降之后继续持载，破坏形状像腰鼓。此种材料的刚度较低，韧性较大。
参考文献：
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收稿日期：２００９—０８－２８
作者简介：高淑玲（１９７７＿），女，博士、讲师。
通讯地址：天津市．河北工业大学土木工程学院
Ｅｍａｉｌ：ｇｓｌ２００００１＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ
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PVA纤维增强水泥基复合材料单轴抗压试验研究
作者：高淑玲， 徐世烺， GAO Shu-ling， XU Shi-liang
作者单位：高淑玲,GAO Shu-ling(河北工业大学土木工程学院,天津,300401)， 徐世烺,XU Shi-
liang(大连理工大学海岸与近海工程国家重点实验室)
刊名：
混凝土与水泥制品
英文刊名：CHINA CONCRETE AND CEMENT PRODUCTS
年，卷(期)：2009(6)
被引用次数：3次
参考文献(5条)
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5.韩建平.柴巧利高延性纤维增强水泥基复合材料研究应用新进展[期刊论文]-土木工程与管理学报 2011(3)本文链接：https://www.360docs.net/doc/888355525.html,/Periodical_hntysnzp200906013.aspx