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工程水泥基复合材料叠合层对梁受弯性能的影响

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建筑结构 2022年第6期52卷 76-80,43页

作者：唐文涵何淅淅北京建筑大学土木与交通学院北京100044

工程水泥基复合材料(ECC)是具有应变硬化性能和优异的裂缝控制能力的高性能水泥基复合材料,用ECC代替混凝土可以避免混凝土脆性引起的开裂和耐久性问题。通过不同厚度ECC分别替换RC梁的受拉区、受压区,与RC梁进行对比,分析受弯性能及延... 详细信息

工程水泥基复合材料(ECC)是具有应变硬化性能和优异的裂缝控制能力的高性能水泥基复合材料,用ECC代替混凝土可以避免混凝土脆性引起的开裂和耐久性问题。通过不同厚度ECC分别替换RC梁的受拉区、受压区,与RC梁进行对比,分析受弯性能及延性的变化。结果表明,实测跨中混凝土/ECC截面平均应变基本符合平截面假定,混凝土与ECC的粘结作用良好;ECC位于受拉区的叠合梁最大裂缝宽度小于RC梁,可见ECC能有效控制裂缝的开展;ECC位于受压区叠合梁的极限变形能力高于RC梁,且叠合梁的延性较RC梁得到大幅度提高。

关键词：工程水泥基复合材料叠合梁抗弯性能延性挠度

工程水泥基复合材料动态力学性能及抗爆抗冲击能力研究进展

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硅酸盐通报 2021年第8期40卷 2485-2496页

作者：杨谨鸿李秀地王起帆罗银剑陆军勤务学院军事设施系重庆401331

工程水泥基复合材料(ECC)是一种基于微观力学设计的新型纤维增强水泥基材料,它通过连续稳态开裂过程表现出超高延性和韧性,从而克服了普通水泥基材料抗拉能力弱、易开裂的缺点。本文综述了ECC设计机理、动态力学性能及其在抗爆抗冲击方... 详细信息

工程水泥基复合材料(ECC)是一种基于微观力学设计的新型纤维增强水泥基材料,它通过连续稳态开裂过程表现出超高延性和韧性,从而克服了普通水泥基材料抗拉能力弱、易开裂的缺点。本文综述了ECC设计机理、动态力学性能及其在抗爆抗冲击方面的研究现状,分析了材料组分设计、高应变率和高温环境对ECC性能的影响,对ECC材料在抗爆抗冲击领域的进一步研究和发展提出了建议。

关键词：工程水泥基复合材料动态力学性能应变率效应应变硬化抗爆性能抗冲击性能

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工程水泥基复合材料自愈合过程与产物

同济大学学报（自然科学版） 2011年第10期39卷 1517-1523页

作者：阚黎黎施惠生瞿广飞宁平同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室上海200092 昆明理工大学环境科学与工程学院云南昆明650093

借助环境扫描电镜(ESEM)对纤维表面以及15,30,50μm不同宽度裂缝自愈合产物的生长过程进行了连续观察,结合EDS(energy dispersive spectroscopy)、TEM(transmission electron microscopy,透射电镜)、XRD(X-raydiffraction)及FTIR(fourier transform infrared spectroscopy)等先进研究手段,对工程水泥基复合材料(ECC)裂缝自愈合产物的化学特性进行了分析.结果表明,体系中水泥基材料的进一步水化及C-S-H凝胶和CaCO3晶体的生成是裂缝自愈合的主要原因.宽度15μm裂缝的自愈合产物主要为C-S-H凝胶;宽度30μm裂缝的自愈合产物主要为C-S-H凝胶和CaCO3;观察周期内,宽度50μm形成的自愈合产物量无法填满裂缝.从微观层次上看,宽度30μm以下的裂缝几乎都能完全自愈合.同时,ECC材料中的PVA(聚乙烯醇)纤维有亲水特性,为自愈合产物的形成提供了成核点,有助于ECC材料自愈合产物的形成和生长.

关键词：工程水泥基复合材料自愈合过程产物

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工程水泥基复合材料的氯离子传输性能

工程水泥基复合材料的氯离子传输性能

作者： Mwila Chitakwa 浙江科技学院

学位级别：硕士

工程水泥基复合材料（ECC）在拉伸过程中表现出多重开裂和应变硬化行为,已成功应用于世界各地的多个项目,包括桥面、建筑阻尼器、挡土墙、灌溉渠道等。尽管其力学性能已经得到了广泛的研究,然而其他性能,如氯离子传输性能尚有待深入研... 详细信息

工程水泥基复合材料（ECC）在拉伸过程中表现出多重开裂和应变硬化行为,已成功应用于世界各地的多个项目,包括桥面、建筑阻尼器、挡土墙、灌溉渠道等。尽管其力学性能已经得到了广泛的研究,然而其他性能,如氯离子传输性能尚有待深入研究。本文的目的是研究氯离子在ECC中的传输特性。在研究氯离子迁移特性时,最重要的参数是氯离子扩散系数。本文利用模型确定了 ECC的氯离子扩散系数。本文制备的ECC采用原材料和配合比,优化了材料成本,提高了其可持续性。采用未经处理的PVA纤维,用河砂代替微硅砂。粉煤灰（FA）的掺量显著增加,并适量掺加硅灰（SF）。结果显示,制备的ECC表现出应变硬化和多重开裂行为,并测试了 ECC的抗压强度和单轴拉伸性能。分别用孔隙率计算了水泥浆体和界面过渡区（ITZ）的氯离子扩散系数,在此基础上确定了 ECC的氯离子扩散系数。基于孔隙率模型,采用w/b比计算了 ITZ的孔隙率。根据广义自洽方法确定了基体的氯离子扩散系数,并用PVA纤维的体积分数简化了 PVA纤维的影响。预测结果与试验结果进行了比较分析。根据钢筋锈蚀的临界氯离子浓度,使用计算的扩散系数预测钢筋锈蚀诱导期。

关键词：工程水泥基复合材料氯离子迁移扩散系数临界氯离子含量

基于DIC的工程水泥基复合材料弯曲损伤分析

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东南大学学报（自然科学版） 2022年第3期52卷 482-488页

作者：闫清峰张纪刚张敏赵迪杨冉青岛理工大学土木工程学院青岛266520 山东省高等学校蓝色经济区工程建设与安全协同创新中心青岛266033

利用三点弯曲试验分析了不同粉煤灰用量下工程水泥基复合材料(ECC)的弯曲性能,同时采用数字图像相关(DIC)技术记录和分析了不同粉煤灰用量下ECC在弯曲试验过程中水平、竖向应变云图的演化和裂缝的产生、扩展和贯穿过程,并提出利用开裂... 详细信息

利用三点弯曲试验分析了不同粉煤灰用量下工程水泥基复合材料(ECC)的弯曲性能,同时采用数字图像相关(DIC)技术记录和分析了不同粉煤灰用量下ECC在弯曲试验过程中水平、竖向应变云图的演化和裂缝的产生、扩展和贯穿过程,并提出利用开裂面积比和分形维数表征ECC的损伤程度.试验结果表明,ECC在弯曲荷载作用下具有应变硬化特性,且随着粉煤灰掺量的增加,材料的弯曲强度和最大裂缝宽度先增加后减小,但材料的挠度、断裂能、弯曲韧性和开裂面积比值逐渐增加,这说明粉煤灰能够有效改善材料的变形性能.此外,通过DIC技术分析得到的应变云图能够直观表征ECC应变演化及裂缝产生、扩展和贯通过程,开裂面积比和分形维数能够有效表征ECC的损伤程度.

关键词：工程水泥基复合材料弯曲性能应变硬化数字图像相关开裂面积比

RTP-PVA混杂纤维的工程水泥基复合材料干缩性能试验研究

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东北大学学报（自然科学版） 2024年第3期45卷 407-414页

作者：陈猛洪宇东北大学资源与土木工程学院辽宁沈阳110819

为研究回收轮胎聚合物(recycled tyre polymer,RTP)和聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)混杂纤维对工程水泥基复合材料(engineered cementitious composites,ECC)干缩性能的影响,对RTP-PVA混杂纤维总体积分数为2.0%的ECC进行流动性、直接拉伸和干缩试验,并分析混杂纤维作用机理和干缩计算模型.结果表明:RTP纤维替代率为12.5%~50%对ECC流动性影响不大,比单掺PVA纤维的ECC流动性降低1.09%~3.69%.ECC的抗拉强度随RTP纤维替代率的增加而降低,不同比例的混杂纤维比单掺PVA纤维的ECC抗拉强度降低了23.6%~56.6%.不同比例混杂纤维ECC干缩率曲线趋势相近,7 d时干缩率为28 d时的80.92%~82.77%.ECC的干缩率随RTP纤维替代率的增加而降低,28 d时不同RTP纤维替代率的混杂纤维比单掺PVA纤维的ECC干缩率降低了0.80%~2.09%.RTP-PVA混杂纤维可在ECC中协同发挥作用抑制基体干缩,结合试验结果得到适合RTP-PVA混杂纤维ECC的指数型干缩预测模型.

关键词：回收轮胎聚合物纤维聚乙烯醇纤维工程水泥基复合材料干缩预测模型

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工程水泥基复合材料的制备及力学性能

扬州大学学报（自然科学版） 2015年第3期18卷 64-69页

作者：王必元葛文杰周静静曹大富扬州大学建筑科学与工程学院江苏扬州225127 苏州市鑫万盛工程管理有限公司江苏苏州215300

为制备良好的工程水泥基复合材料(engineered cementitious composites,ECC),解决纤维成团以及拉伸试验中不出现应变硬化和多裂缝等问题,提出掺入硅灰的制备方法,并采用整浇方式以确保纤维的良好分散.分析研究了3种试件的拉伸试验和部... 详细信息

为制备良好的工程水泥基复合材料(engineered cementitious composites,ECC),解决纤维成团以及拉伸试验中不出现应变硬化和多裂缝等问题,提出掺入硅灰的制备方法,并采用整浇方式以确保纤维的良好分散.分析研究了3种试件的拉伸试验和部分配合比的立方体抗压试验.结果表明:掺入硅灰能较好解决纤维成团问题;整浇有利于应变硬化的发挥和多裂缝开展;水胶比增大和水泥掺量减小(即粉煤灰掺量增大)能降低试块的抗压强度;3种类型的拉伸试件均在试验中出现了良好的应变硬化现象.

关键词：工程水泥基复合材料 polyvinyl alcohol纤维应变硬化多裂缝

高强钢绞线与工程水泥基复合材料黏结性能试验

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沈阳工业大学学报 2022年第6期44卷 706-713页

作者：李可李思辰周擎威王新玲郑州大学土木工程学院郑州450001 杭州融浩置业有限公司杭州311215

为研究高强钢绞线与工程水泥基复合材料的黏结性能,考虑钢绞线直径、相对锚固长度、加固层厚度及ECC抗压强度的影响,对84个棱柱体与12个薄板试件进行单轴拉拔试验.结果表明:拉拔荷载滑移曲线呈现三阶段变化规律;减小钢绞线直径或相对锚... 详细信息

为研究高强钢绞线与工程水泥基复合材料的黏结性能,考虑钢绞线直径、相对锚固长度、加固层厚度及ECC抗压强度的影响,对84个棱柱体与12个薄板试件进行单轴拉拔试验.结果表明:拉拔荷载滑移曲线呈现三阶段变化规律;减小钢绞线直径或相对锚固长度,或者增加ECC抗压强度,可以提高平均黏结强度;钢绞线在ECC中的临界保护层厚度为其直径的3.7倍.提出了考虑多因素的高强不锈钢绞线与ECC平均黏结强度及临界锚固长度计算公式,与试验结果吻合良好.

关键词：高强钢绞线工程水泥基复合材料黏结性能拉拔试验黏结强度锚固长度黏结滑移关系临界保护层厚度

低干燥收缩性能的工程水泥基复合材料配合比研究

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工业建筑 2022年第3期52卷 171-176,215页

作者：姚仲泳平潭综合实验区城乡建设与交通运输服务中心福州350400

为了降低传统工程水泥基复合材料(ECC)的干燥收缩应变,减小混凝土与ECC之间的收缩差异,首先确定水胶比和砂胶比,使得ECC的尺寸变化率与混凝土变形协调;其次,基于正交法研究粉煤灰掺量、矿粉掺量和PVA纤维掺量对ECC干燥收缩率的影响,进... 详细信息

为了降低传统工程水泥基复合材料(ECC)的干燥收缩应变,减小混凝土与ECC之间的收缩差异,首先确定水胶比和砂胶比,使得ECC的尺寸变化率与混凝土变形协调;其次,基于正交法研究粉煤灰掺量、矿粉掺量和PVA纤维掺量对ECC干燥收缩率的影响,进一步优化干燥收缩值。最后,研究该配合比ECC的拉、压、弯性能,以保证结构构件的力学性能。结果表明:ECC的收缩应变随着水胶比和砂胶比的增加而增大,且水胶比对干燥收缩的影响远大于砂胶比;另外,随着粉煤灰掺量、矿粉掺量和PVA纤维掺量的增加而减小,其中粉煤灰对干燥收缩的抑制效果最佳,矿粉次之,PVA纤维对其影响最小。低干缩ECC的抗压强度达44.5 MPa以上,抗拉和抗弯强度分别超过2.5,10 MPa,极限拉应变稳定超过3%。

关键词：工程水泥基复合材料干燥收缩配合比正交试验力学性能