ECC復(fù)合材料疲勞斷裂性能試驗(yàn)研究.pdf

1、超高韌性水泥基復(fù)合材料(Engineered Cementitious Composite，簡(jiǎn)稱ECC)是由水泥、粉煤灰、水、石英砂、PVA纖維組成的新型工程材料，表現(xiàn)出良好的應(yīng)變硬化能力和多縫開裂延展特性。在混凝土中摻加纖維克服了普通混凝土脆斷的缺點(diǎn)，同時(shí)提高了其抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、極限承載能力;增強(qiáng)其韌性，改善其耐久性，因此該材料常用于建筑結(jié)構(gòu)的重要部位。該材料的力學(xué)性能十分突出，但是其在動(dòng)力學(xué)性能有待研究。本文結(jié)合國(guó)家自

2、然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51108151)、河北自然科學(xué)基金項(xiàng)目(E2012202097)開展一系列研究，主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　1、ECC材料的力學(xué)性能研究
　　試驗(yàn)中使用立方體抗壓試件、抗折試件分別為100mm×100mm×100mm、100mm×100mm×400mm，進(jìn)行材料力學(xué)性能試驗(yàn)，計(jì)算出抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度，采用標(biāo)準(zhǔn)ASTM C1018分析試件韌性。
　　2、ECC材料的彎曲疲勞斷裂性能研究
　　試驗(yàn)中

3、使用縫高為60mm，尺寸為700mm×150mm×80mm的試件進(jìn)行三點(diǎn)彎曲梁彎曲疲勞斷裂試驗(yàn)。分析疲勞后試件剛度變化規(guī)律，運(yùn)用威布爾分布函數(shù)分析其壽命，進(jìn)行試件壽命預(yù)測(cè)，試驗(yàn)結(jié)果表明:
　　(1)三點(diǎn)彎曲梁斷裂疲勞荷載作用情況下仍出現(xiàn)多裂縫開展特性，有限次的疲勞后，試件剛度減小。隨應(yīng)力水平增加，剛度退化減小，有限次的疲勞后其剛度減小，但峰值荷載沒有減小甚至有增加趨勢(shì)。
　　(2)ECC試件的S-N曲線具有雙線性特征，ECC

4、的三點(diǎn)彎曲斷裂疲勞試驗(yàn)服從兩參數(shù)威布爾分布。
　　(3)從剛度-荷載曲線可以看出剛度退化分為三個(gè)階段:剛度快速退化階段，加載初期，試件基體出現(xiàn)細(xì)密微裂紋，導(dǎo)致剛度退化速率加快;剛度穩(wěn)定發(fā)展階段，基體裂紋達(dá)到飽和，損傷以PVA纖維的隨機(jī)斷裂為主，延緩了試件的剛度退化速率;剛度快速發(fā)展階段，隨著纖維的拔出和拉斷，裂縫開始快速發(fā)展，主裂縫寬度加寬，纖維橋聯(lián)作用減弱，剛度退化速率加快。
　　綜上所述，混摻進(jìn)口纖維和國(guó)產(chǎn)纖維抗壓強(qiáng)度、