低模量聚酯纤维/水泥基复合材料抗冲击性能及损伤机制

作     者：高峰 郝贠洪 吴安利 刘艳晨 李永贵 GAO Feng;HAO Yunhong;WU Anli;LIU Yanchen;LI Yonggui

作者机构：内蒙古工业大学土木工程学院呼和浩特010051 闽江学院福建省新型功能性纺织纤维及材料重点实验室福州350108 内蒙古自治区土木工程结构与力学重点实验室呼和浩特010051 内蒙古自治区建筑检测鉴定与安全评估工程技术研究中心呼和浩特010051 内蒙古工业大学理学院呼和浩特010051 

出 版 物：《复合材料学报》 (Acta Materiae Compositae Sinica)

年 卷 期：2021年第38卷第11期

页      面：3838-3849页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金(11162011,51468049,11862022) 福建省新型功能性纺织纤维及材料重点实验室(闽江学院)开放基金(FKLTFM1907) 内蒙古自治区自然科学基金面上项目(2018MS05047) 内蒙古高校青年科技英才支持计划(NJYT-17-A09) 内蒙古自治区博士研究生创新项目(B20191127Z) 内蒙古自治区科技计划项目-镁基盐粉煤灰泡沫混凝土建筑结构体系关键技术及应用研究。 

主　　题：聚酯纤维 增韧阻裂 复合材料 Vicker压头 抗冲击 

摘      要：研究聚酯纤维长径比、掺量对混凝土抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度、断裂韧性及冲击荷载等力学性能的影响;运用复合材料理论和纤维间距理论对聚酯纤维/混凝土增韧阻裂机制进行研究,结合SEM观察微观形貌分析纤维长径比与掺量对增韧阻裂机制的影响;采用正交试验设计方法及激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)研究冲击高度、试件厚度、长径比及掺量对纤维/混凝土抗冲击性能的影响。结果表明,长径比为300与600的聚酯纤维会降低混凝土抗压强度,低掺量长径比为150的聚酯纤维通过提高混凝土致密程度使混凝土抗压强度有所提升;在抗拉强度方面长径比为150的聚酯纤维主要以缺陷形式存在,长径比为300的聚酯纤维对改善混凝土内部拉结作用最显著,3%(与胶凝材料体积比)掺量聚酯纤维对提高混凝土抗折强度最显著;对于混凝土断裂韧性,长径比为300与600的聚酯纤维/混凝土断裂韧性提高明显,通过SEM微观形貌发现纤维拉结作用产生的微裂纹会提高混凝土耗能能力,从而提高混凝土极限荷载与破坏时中心挠度,长径比为300的聚酯纤维/混凝土抗拉强度变化规律与复合材料理论和纤维间距理论分析结果较吻合;冲击高度为影响冲击荷载大小的主要因素,纤维长径比较纤维掺量影响较大,通过LSCM三维损伤形貌分析得出长径比为150的聚酯纤维对混凝土材料损伤改善效果较显著,同等掺量下长径比为150的聚酯纤维间距较小导致混凝土局部力学性能提高,从而提高混凝土抗冲击性能。