發(fā)布時間：2020-03-26 05:40

【摘要】：聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,簡稱PVA)纖維是一種高強度、高彈模、水溶性纖維,添加到水泥基材料中形成的聚乙烯醇纖維增強水泥基復(fù)合材料(簡稱PVA-ECC,PVA-Engineered Cementitious Composites),極限拉應(yīng)變能達(dá)到約3%,且具有應(yīng)變硬化特性。PVA纖維的加入,能阻止水泥基材料斷裂和片狀剝落現(xiàn)象的發(fā)生,改善傳統(tǒng)水泥基材料抗拉性能差、易裂等缺點,使其具有良好的延展性、抗裂性及抗沖擊韌性,且能提高水泥基材料的抗?jié)B性、抗凍性和抗碳化性能,提高構(gòu)件的耐久性。故PVA-ECC材料越來越引起工程界人士的重視,成為近年來的研究熱點。徐變性能是水泥基材料重要的力學(xué)性能,影響著結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力性能;同時,結(jié)構(gòu)構(gòu)件的變形計算、非線性有限元分析等方法的制定均依賴于材料徐變性能的研究結(jié)果。目前,國內(nèi)外學(xué)者對于PVA-ECC材料短期力學(xué)性能的研究較多,對其徐變性能的研究尚少,鮮見文獻(xiàn)�；诖�,本文通過20組抗壓強度試驗、5組靜力受壓彈性模量與泊松比試驗、5組收縮試驗和13組受壓徐變試驗,對PVA-ECC材料短期受壓力學(xué)性能與長期受壓徐變性能進(jìn)行研究,得出以下結(jié)論:(1)在PVA-ECC受壓過程中,PVA纖維可以提高基材的變形性能,改善基材的壓縮韌性,阻止基材剝落,使試件在破壞時具有“碎而不散”的特點。(2)本試驗所測PVA-ECC彈性模量在19.512~22.800GPa之間,隨PVA纖維體積率增加而降低。眾多混凝土彈性模量計算公式均不適用于PVA-ECC。本文提出了PVA-ECC抗壓強度與彈性模量之間的換算公式,并根據(jù)試驗值,修正了復(fù)合材料彈性模量計算模型,給出適用于PVA-ECC的彈性模量計算公式。(3)PVA纖維的加入對基材的泊松比影響不明顯,試驗所測PVA-ECC泊松比為0.19~0.20。(4)相比于基材組,纖維的加入使的PVA-ECC收縮值變小。相比于徐變,PVA-ECC收縮值對環(huán)境溫濕度的變化更為敏感。(5)PVA-ECC徐變隨持荷時間增加而升高,徐變速率隨持荷時間增加而降低。PVA-ECC徐變總體上隨纖維體積率的增加而升高,隨持荷應(yīng)力的增加而升高,隨加荷齡期的增加而降低。(6)通過對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析,給出了PVA-ECC徐變的Nelder雙曲-冪函數(shù)模型,該模型計算值與試驗值高度吻合。本文的研究結(jié)果可為PVA-ECC的在工程中的應(yīng)用提供理論依據(jù)與參考。
【圖文】：

圖 3-1 PVA 纖維Fig.3-1 PVA fiber表 3-2 PVA-ECC 材料試件配合比Tab.3-2 Mixing proportion of PVA-ECC 粉煤灰 水膠比 石英砂 增稠劑 消泡劑 減0.4 0.26 0.6 0.001 0.002 00.4 0.26 0.6 0.001 0.002 00.4 0.26 0.6 0.001 0.002 00.4 0.26 0.6 0.001 0.002 00.4 0.26 0.6 0.001 0.002 0例計算纖維，按質(zhì)量比例計算其他原料；F 后的數(shù)字代水泥+粉煤灰）。備業(yè)大學(xué)土木工程材料試驗室內(nèi)完成全部試件的制進(jìn)行攪拌，攪拌機如圖 3-2 所示，拌和物流動性以下方法進(jìn)行拌和物的攪拌：為了讓 PVA 纖維

圖 3-2 單軸臥式攪拌機 圖 3-3 拌和物流動性Fig.3-2 Uniaxial horizontal mixer Fig.3-3 Liquidity of the mixture纖維水泥基材料在制作過程中普遍存在因加入纖維導(dǎo)致試件含氣量及孔隙率增加的問題，因此在試件成型時，將試模放在振動臺上充分振搗，，同時輔以人工插搗以最大程度減小試件中氣泡的含量，提高試件的密實度，在插搗過程中，當(dāng)拌和物沉落低于試�？跁r要隨時補充。當(dāng)拌和物表面泛漿且試模內(nèi)拌和物無明顯的氣泡時，結(jié)束振搗和插搗。然后將試模用保鮮膜密封后置于材料實驗室，如圖 3-4 所示。48h 后拆模。將拆模后的試件放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護室內(nèi)，養(yǎng)護 7d 后存放于進(jìn)行徐變試驗的試驗環(huán)境（內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)結(jié)構(gòu)試驗室），如圖 3-5 所示。
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU528

【參考文獻(xiàn)】

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1 王雨;孫林柱;朱長書;孫磊;楊芳;;PVA水泥基復(fù)合材料彈性模量研究[J];混凝土;2015年11期

2 侯利軍;陳達(dá);徐世p

本文編號：2601023