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二维定向钢纤维增强水泥基复合材料动态压缩强度模型
1
作者 慕儒 程庆澳 +2 位作者 刘昊奇 赵世伟 王晓伟 《混凝土》 北大核心 2025年第6期1-4,共4页
水泥基复合材料在动态压缩荷载作用下会在与压缩垂直的方向产生膨胀变形,与膨胀方向一致的钢纤维能够有效约束膨胀变形,使材料的动态压缩性能得到改善。通过磁场调控水泥基复合材料中的钢纤维转动至水平平面,制备二维定向钢纤维增强水... 水泥基复合材料在动态压缩荷载作用下会在与压缩垂直的方向产生膨胀变形,与膨胀方向一致的钢纤维能够有效约束膨胀变形,使材料的动态压缩性能得到改善。通过磁场调控水泥基复合材料中的钢纤维转动至水平平面,制备二维定向钢纤维增强水泥基复合材料(Two-dimensionally Aligned Steel Fiber Reinforced Cement-based Composites,2D-SFRC)。对2D-SFRC试件进行动态压缩性能测试,并建立动态压缩强度模型。2D-SFRC试件的动态压缩性能较随机乱向钢纤维增强水泥基复合材料试件显著提高。 展开更多
关键词 二维定向钢纤维 动态压缩性能 动态压缩强度模型 钢纤维增强水泥基复合材料
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定向钢纤维增强水泥基复合材料准脆性断裂分析 被引量：5
2
作者 慕儒 王晶晶 +2 位作者 卿龙邦 李杨 管俊峰 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期294-302,共9页
基于边界效应模型基本理论,建立了钢纤维长度与特征裂缝长度之间的关系,计算了定向钢纤维增强水泥基复合材料(ASFRC)的等效断裂韧度和拉伸强度,进而得到了ASFRC材料的断裂破坏曲线.结果表明,当离散系数分别取0.4~0.7和0.2~0.4时,可得到... 基于边界效应模型基本理论,建立了钢纤维长度与特征裂缝长度之间的关系,计算了定向钢纤维增强水泥基复合材料(ASFRC)的等效断裂韧度和拉伸强度,进而得到了ASFRC材料的断裂破坏曲线.结果表明,当离散系数分别取0.4~0.7和0.2~0.4时,可得到较为合理的等效断裂韧度和拉伸强度值.对比分析ASFRC和随机乱向钢纤维增强水泥基复合材料(SFRC)的断裂破坏曲线可以发现,满足线弹性断裂力学的最小试件尺寸随着离散系数的增大而增大;ASFRC和SFRC的拉伸强度和考虑初始裂缝影响的名义应力随着离散系数的增大而减小.此外,改进的简化解析公式不仅可确定材料的等效断裂韧度和拉伸强度,还可预测试件的破坏. 展开更多
关键词 定向钢纤维增强水泥基复合材料 边界效应模型 等效断裂韧度 拉伸强度 断裂破坏曲线
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数字化分布钢纤维增强水泥基复合材料方凳数值模拟研究
3
作者 慕儒 范春豪 +5 位作者 王晓伟 陈向上 卿龙邦 梅少林 曹诚祥 刘海洋 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2024年第8期2827-2834,共8页
掺入钢纤维可以改善水泥基复合材料的抗拉性能及韧性,通过主拉应力分布设计钢纤维方向及掺量,实现钢纤维数字化分布,能充分发挥钢纤维在基体中的增强作用。本文以方凳为研究对象,通过数值模拟建立了拉应力大小、方向和钢纤维分布的关系... 掺入钢纤维可以改善水泥基复合材料的抗拉性能及韧性,通过主拉应力分布设计钢纤维方向及掺量,实现钢纤维数字化分布,能充分发挥钢纤维在基体中的增强作用。本文以方凳为研究对象,通过数值模拟建立了拉应力大小、方向和钢纤维分布的关系,确定了方凳中钢纤维的数字化分布,并进行了方凳控制截面受力性能分析。在方凳面板跨中截面处,数字化分布钢纤维分布数量分别比定向、随机分布钢纤维提高了187%、514%,钢纤维合力分别提高了276%、888%;在侧板上端正截面处,数字化分布钢纤维分布数量分别比定向、随机分布钢纤维提高了113%、355%,钢纤维合力分别提高了218%、775%。结果表明,与定向、随机分布钢纤维相比,数字化分布钢纤维增强作用明显提高,方凳面板跨中截面及侧板上端正截面处的钢纤维数量更多,钢纤维合力更高。 展开更多
关键词 数字化分布钢纤维 水泥基复合材料 数值模拟 纤维应力 增强机理
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钢纤维增强水泥基复合材料冲击断裂试验研究 被引量：6
4
作者 张金鑫 卿龙邦 +1 位作者 王娟 慕儒 《混凝土》 CAS 北大核心 2021年第5期71-74,共4页
通过开展普通乱向钢纤维增强水泥基复合材料(SFRC)及定向钢纤维增强水泥基复合材料(ASFRC)三点弯曲梁冲击断裂试验,研究了不同加载速率对SFRC断裂性能的影响及不同纤维掺量SFRC与ASFRC的冲击断裂性能。结果表明:SFRC的峰值荷载与断裂能... 通过开展普通乱向钢纤维增强水泥基复合材料(SFRC)及定向钢纤维增强水泥基复合材料(ASFRC)三点弯曲梁冲击断裂试验,研究了不同加载速率对SFRC断裂性能的影响及不同纤维掺量SFRC与ASFRC的冲击断裂性能。结果表明:SFRC的峰值荷载与断裂能均随加载速率的增大而增大,展现了明显的率效应;SFRC与ASFRC的峰值荷载与断裂能整体上均随纤维掺量的增加而提高;相同纤维掺量的ASFRC较SFRC峰值荷载提高了30%~40%,断裂能提高了50%~90%,ASFRC展现了更好的抗冲击性能。 展开更多
关键词 钢纤维增强水泥基复合材料 定向钢纤维 冲击断裂 峰值荷载 断裂能
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钢纤维增强水泥基复合材料增韧机理研究 被引量：7
5
作者 曲博扬 卿龙邦 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2022年第5期1522-1528,共7页
钢纤维可有效阻碍水泥基材料中微裂缝的产生和发展,提高其抗裂能力。基于Eshebly等效夹杂理论和最大周向应力准则,获得了平面应力条件下无限大薄板中裂缝与钢纤维相互作用的应力强度因子(SIF)解,推导了掺入纤维后的Ⅰ-Ⅱ复合型断裂裂缝... 钢纤维可有效阻碍水泥基材料中微裂缝的产生和发展,提高其抗裂能力。基于Eshebly等效夹杂理论和最大周向应力准则,获得了平面应力条件下无限大薄板中裂缝与钢纤维相互作用的应力强度因子(SIF)解,推导了掺入纤维后的Ⅰ-Ⅱ复合型断裂裂缝尖端最大应力表达式。根据掺入钢纤维前后裂缝尖端最大应力比,分析了钢纤维方向、位置和弹性模量对增韧效果的影响。结果表明,钢纤维通过改变裂缝尖端应变场,影响应力强度因子,从而降低尖端最大应力。当钢纤维方向与裂缝方向垂直时,裂缝尖端最大应力比最小,定向后钢纤维的增韧效果最明显。钢纤维的增韧效果主要受纤维方向影响,而受纤维弹性模量的影响小。 展开更多
关键词 钢纤维增强水泥基复合材料 复合型断裂 定向钢纤维 应力强度因子 最大周向应力准则 增韧机理
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定向钢纤维增强水泥基复合材料抗拉细观模拟 被引量：10
6
作者 卿龙邦 喻渴来 +1 位作者 慕儒 葛志明 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期561-567,共7页
将钢纤维增强水泥基复合材料看作水泥砂浆基体和钢纤维夹杂组成的复合材料,采用扩展有限元法模拟了定向钢纤维增强水泥基复合材料受拉破坏的全过程.研究采用混合同余法生成随机数建立了钢纤维随机生成算法,进而生成了不同纤维掺量的定... 将钢纤维增强水泥基复合材料看作水泥砂浆基体和钢纤维夹杂组成的复合材料,采用扩展有限元法模拟了定向钢纤维增强水泥基复合材料受拉破坏的全过程.研究采用混合同余法生成随机数建立了钢纤维随机生成算法,进而生成了不同纤维掺量的定向钢纤维水泥砂浆细观数值模型.在考虑钢纤维与砂浆基体黏结滑移作用的基础上,模拟了定向钢纤维水泥砂浆受拉断裂全过程,得到了拉伸应力-应变全曲线.通过开展直拉试验,对细观数值模拟结果进行了验证.研究表明,细观数值模拟得到的全曲线结果与试验结果吻合较好,建立的细观模型有助于进一步揭示钢纤维增强水泥基复合材料的拉伸破坏机理. 展开更多
关键词 水泥基复合材料 拉伸 扩展有限元法 定向钢纤维 细观数值模拟
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定向钢纤维增强水泥基复合材料断裂细观数值模拟 被引量：5
7
作者 卿龙邦 杨子美 +2 位作者 慕儒 张金鑫 籍晓凯 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期111-121,共11页
采用随机生成算法投放钢纤维,建立了随机乱向、定向钢纤维增强水泥基复合材料(SFRC、ASFRC)三点弯曲梁细观有限元数值模型,计算了不同纤维掺量下SFRC试件和ASFRC试件加载断裂的全过程,分析了三点弯曲梁开裂截面处的纤维应力,研究了定向... 采用随机生成算法投放钢纤维,建立了随机乱向、定向钢纤维增强水泥基复合材料(SFRC、ASFRC)三点弯曲梁细观有限元数值模型,计算了不同纤维掺量下SFRC试件和ASFRC试件加载断裂的全过程,分析了三点弯曲梁开裂截面处的纤维应力,研究了定向钢纤维的细观增强机理.结果表明:SFRC试件和ASFRC试件荷载-裂缝张开口位移全曲线的模拟值与试验值符合较好,峰值荷载的误差在10%以内;SFRC试件和ASFRC试件的峰值荷载与纤维合力的最大值均随着纤维掺量的增加而增大,当纤维掺量为0.8%、1.2%、2.0%时,ASFRC试件的峰值荷载较SFRC试件提高了75%、111%、141%,纤维合力的最大值较SFRC试件增大了202%、144%、127%;定向钢纤维可以有效改善水泥基复合材料的断裂性能,显著提高钢纤维的利用率,延缓裂缝的扩展. 展开更多
关键词 钢纤维 水泥基复合材料 细观数值模拟 等效应力-应变关系 增强机理
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定向钢纤维增强水泥基复合材料干燥收缩性能数值模拟研究 被引量：2
8
作者 王晓伟 郦子天 +2 位作者 刘烨 卿龙邦 慕儒 《混凝土》 CAS 北大核心 2021年第7期28-33,共6页
干燥收缩是引起水泥基复合材料开裂的主要原因之一,掺加钢纤维可以有效约束水泥基复合材料的收缩、提高抗裂性。显然,规律性定向分布的钢纤维对基体的收缩约束作用与随机乱向钢纤维不同。为此,考虑钢纤维方向性对基体收缩的影响,通过数... 干燥收缩是引起水泥基复合材料开裂的主要原因之一,掺加钢纤维可以有效约束水泥基复合材料的收缩、提高抗裂性。显然,规律性定向分布的钢纤维对基体的收缩约束作用与随机乱向钢纤维不同。为此,考虑钢纤维方向性对基体收缩的影响,通过数值模拟研究了定向钢纤维增强水泥基复合材料的干燥收缩性能。数值模拟结果表明,ASFRC的干燥收缩应变明显小于SFRC,如钢纤维体积掺量分别为0.8%、1.0%、1.2%、2.0%的钢纤维增强水泥基复合材料试件,经过360 d干燥,ASFRC的干燥收缩应变比SFRC分别减小19.5%、21.8%、29.6%、35.0%。钢纤维在定向方向上对基体的收缩约束作用大幅度提高,有效减小了水泥基复合材料因失水产生的干燥收缩。 展开更多
关键词 水泥基复合材料 定向钢纤维 干燥收缩 水分扩散 数值模拟
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钢渣-钢纤维水泥基复合材料的自感知性能
9
作者 周中一 洪雅妮 +1 位作者 庞新龙 王涛 《北京工业大学学报》 北大核心 2025年第9期1092-1101,共10页
为了研究钢渣对硅砂的替代率、钢渣粒径和钢纤维掺量对该复合材料力学性能和自感知性能的影响,进行了不同配合比的水泥基自感知复合材料力学性能和自感知性能试验,结果表明:钢渣粒径对自感知复合材料抗压强度的影响显著;极化效应会引起... 为了研究钢渣对硅砂的替代率、钢渣粒径和钢纤维掺量对该复合材料力学性能和自感知性能的影响,进行了不同配合比的水泥基自感知复合材料力学性能和自感知性能试验,结果表明:钢渣粒径对自感知复合材料抗压强度的影响显著;极化效应会引起试件电阻大幅增加进而干扰压阻效应测试中电阻的测量,通电一定时间后极化效应趋于稳定,电阻不再增加;增加钢纤维含量可缩短极化稳定时间,针对钢渣、钢纤维自感知复合材料,建议预极化处理时间为20 min以减小极化效应的不利影响;增加钢纤维掺量可提高复合材料应力感知灵敏度,应力传感灵敏度最高为1.36×10-3MPa-1。 展开更多
关键词 钢渣 钢纤维 水泥基复合材料 自感知 压阻效应 应力灵敏度
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钢纤维沙漠砂水泥基复合材料高温力学性能研究
10
作者 车雅丽 何明胜 +1 位作者 夏多田 吴声宏 《石河子大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期314-322,共9页
为研究钢纤维沙漠砂水泥基复合材料(SFDM)在高温环境下的物理性能和力学性能的变化,通过质量检测、相对动弹性模量、力学性能和SEM等试验,分析温度、钢纤维掺量和沙漠砂替代率对SFDM力学性能的影响,探讨高温条件下SFDM强度变化的内在机... 为研究钢纤维沙漠砂水泥基复合材料(SFDM)在高温环境下的物理性能和力学性能的变化,通过质量检测、相对动弹性模量、力学性能和SEM等试验,分析温度、钢纤维掺量和沙漠砂替代率对SFDM力学性能的影响,探讨高温条件下SFDM强度变化的内在机理,试验及结果分析表明:随着温度的升高,试件的质量损失率逐渐增大,相对动弹性模量逐渐减少,其抗压和抗折强度均有不同程度的损失。与普通水泥基材料相比,适量沙漠砂和钢纤维的加入可有效改善试件在高温环境下的力学强度,并且当沙漠砂替代率为20%,钢纤维掺量为1.5%时,高温力学性能达到最优。从微观形貌分析可知:200℃以下时,温度的升高可促进试件内部的水化反应,整体结构没有显著变化;200℃以上时,温度的升高将导致试件内部水化产物逐渐分解,微观结构逐渐变成多孔蜂窝结构,纤维-基底界面粘结程度降低,最终导致宏观力学性能降低。最后通过试验数据进行回归分析且拟合出温度-抗压强度、温度-抗折强度损伤模型,这2个模型公式的相关系数R 2均在0.95以上,表明拟合的结果优良,具有较高的可靠性。 展开更多
关键词 高温 钢纤维沙漠砂水泥基复合材料 力学性能 微观结构 温度-强度损伤模型
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SMAF增强PP/PVA混杂纤维工程水泥基复合材料拉伸性能
11
作者 范淋 杨曌 +1 位作者 祁小龙 邓方茜 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第3期811-820,共10页
将超弹性形状记忆合金纤维(SMAF)掺入高延性工程水泥基复合材料(ECC)可制得兼具高延性及自恢复性能的新型复合材料SMAF增强ECC(SMAF-ECC)。制备ECC所用的聚乙烯醇(PVA)纤维原材料价格较高,本文采用价格相对低廉的聚丙烯(PP)纤维部分代替... 将超弹性形状记忆合金纤维(SMAF)掺入高延性工程水泥基复合材料(ECC)可制得兼具高延性及自恢复性能的新型复合材料SMAF增强ECC(SMAF-ECC)。制备ECC所用的聚乙烯醇(PVA)纤维原材料价格较高,本文采用价格相对低廉的聚丙烯(PP)纤维部分代替PVA纤维制备PP/PVA混杂纤维ECC;再掺入SMAF,制备出SMAF增强PP/PVA混杂纤维ECC,从而实现复合材料成本的降低。为探究该低成本SMAF-ECC是否仍然具备良好的力学性能,论文通过单轴拉伸试验研究不同SMAF掺量和直径下SMAF-ECC的拉伸性能。结果表明:SMAF掺量和直径对SMAF-ECC材料的拉伸性能影响显著;当SMAF直径为0.2 mm、掺量为0.2%(体积分数)时,SMAF-ECC试件拉伸性能最优,相较于ECC试件,SMAF-ECC试件的初裂应力增幅最高为16.79%,极限拉伸应力、应变分别提高了20.85%、2.87%。 展开更多
关键词 工程水泥基复合材料 聚丙烯纤维 形状记忆合金纤维 纤维增强 超弹性 拉伸性能
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不同养护条件下纤维增强水泥基复合材料力学与吸水性能演化规律
12
作者 曲新鹏 薛善彬 +2 位作者 郭哲名 王丹 荆蜂杰 《混凝土》 北大核心 2025年第8期37-42,共6页
利用标准、低温及蒸汽养护条件制备了聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(Polyvinyl Alcohol Reinforced Cementitious Composites,PVAFRCC)和玄武岩纤维增强水泥基复合材料(Basalt Fiber Reinforced Cementitious Composites,BFRCC),研究... 利用标准、低温及蒸汽养护条件制备了聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(Polyvinyl Alcohol Reinforced Cementitious Composites,PVAFRCC)和玄武岩纤维增强水泥基复合材料(Basalt Fiber Reinforced Cementitious Composites,BFRCC),研究了二者的力学、毛细吸水性能随龄期的演化规律,分析了毛细吸水性能与孔隙度的关联。结果表明:3~28 d,标养PVAFRCC和BFRCC的力学性能均提升显著;低温养护下,二者的力学性能较差且增长缓慢;蒸养条件下,3 d时PVAFRCC和BFRCC的抗压、抗折强度及动弹性模量均分别可达到60 MPa、10 MPa和30 GPa以上,而3 d后仅有小幅增长。3种养护条件下,PVAFRCC中PVA纤维掺量由1%增至2%可使其抗折强度提高30%~50%,而BFRCC中玄武岩纤维掺量由0.1%增至0.3%时对其抗折强度无显著影响。3~28 d龄期时,PVAFRCC和BFRCC的毛细吸水系数和孔隙度均为低温养护条件下最高,标养条件次之;蒸养条件下,PVAFRCC和BFRCC的毛细吸水系数和孔隙度均显著低于标准和低温养护试件。随龄期的变化,PVAFRCC和BFRCC的毛细吸水系数与其孔隙度的演化趋势均较为一致。 展开更多
关键词 养护条件 纤维增强水泥基复合材料 力学性能 毛细吸水 孔隙度
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不同交叠路径3D打印钢纤维增强水泥基材料的抗压性能
13
作者 廖维张 黄嘉俊 +1 位作者 阚效禹 袁婉莹 《土木与环境工程学报(中英文)》 北大核心 2025年第5期110-117,共8页
3D打印混凝土具有灵活、低碳、快速、无模板施工的优势,但界面黏结问题可能导致打印层结合不紧密,影响强度。交叠打印路径可减少该缺陷并增强层间黏结,提高抗压强度。对于钢纤维增强水泥基材料,钢纤维的分布方向易受打印路径的影响,交... 3D打印混凝土具有灵活、低碳、快速、无模板施工的优势,但界面黏结问题可能导致打印层结合不紧密,影响强度。交叠打印路径可减少该缺陷并增强层间黏结,提高抗压强度。对于钢纤维增强水泥基材料,钢纤维的分布方向易受打印路径的影响,交叠路径下的3D打印钢纤维增强水泥基材料的抗压强度研究尚不充分。采用平行路径和螺旋交叠路径两种3D打印方式,通过改变荷载与路径方向的夹角和螺旋交叠角制作钢纤维增强水泥基立方体试块,探究上述参数对其抗压强度的影响规律。结果表明:在X-Y平面内,平行路径抗压强度随荷载方向与路径方向夹角的变化先增后降,但均小于现浇试件;在X-Y平面内,当纤维的分布方向与加载方向平行时,抗压强度最大(X方向),当纤维的分布方向与加载方向垂直时,抗压强度最小(Y方向);30°、90°螺旋交叠路径在X、Y、Z方向的抗压强度明显高于平行路径;相比平行打印,螺旋交叠结构减小了力学各向异性;螺旋交叠的打印方式可作为提升构件抗压强度的有效措施。 展开更多
关键词 3D打印 钢纤维增强水泥基材料 抗压强度 路径方向 螺旋交叠结构
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钢纤维增强聚合物水泥基复合材料界面特性
14
作者 吴少鹏 胡曙光 南策文 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 2000年第z2期961-964,共4页
采用聚丙烯酸酯乳液(PAE)、苯乙烯-丙烯酸共聚乳液(SA)、聚乙烯醇缩甲醛水溶液(PVFO)对钢纤维增强水泥基复合材料进行改性,发现聚合物提高了复合材料的宏观性能如抗弯强度、韧性,对纤维与水泥基体界面粘结强度有很大程度的提高.红外光... 采用聚丙烯酸酯乳液(PAE)、苯乙烯-丙烯酸共聚乳液(SA)、聚乙烯醇缩甲醛水溶液(PVFO)对钢纤维增强水泥基复合材料进行改性,发现聚合物提高了复合材料的宏观性能如抗弯强度、韧性,对纤维与水泥基体界面粘结强度有很大程度的提高.红外光谱分析表明,聚合物加入使其活性官能团与水泥或集料间发生化学键合,DSC放热曲线表明,加入聚合物后混合物的放热峰值提高,验证了红外光谱的结果.通过聚合物与水泥石之间的化学键合强化了钢纤维与水泥基体间的界面层,形成强度、韧性很好的具有"互穿网络"的钢纤维增强复合材料. 展开更多
关键词 钢纤维增强水泥基复合材料 聚合物 界面 化学键合 互穿网络
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钢-PVA混杂纤维增强水泥基复合材料永久模板叠合RC单向板短期刚度计算方法 被引量：3
15
作者 王照耀 梁兴文 +2 位作者 翟天文 王莹 吴奎 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期122-130,共9页
钢-PVA混杂纤维增强水泥基复合材料(HFRCC)具有良好的受拉韧性和耐久性能,是永久模板的理想材料。首先探究了PVA纤维掺量对HFRCC工作性能和抗折强度的影响,随着PVA纤维掺量增加,HFRCC的工作性能显著减弱,抗折强度先增大再减小,最终选用... 钢-PVA混杂纤维增强水泥基复合材料(HFRCC)具有良好的受拉韧性和耐久性能,是永久模板的理想材料。首先探究了PVA纤维掺量对HFRCC工作性能和抗折强度的影响,随着PVA纤维掺量增加,HFRCC的工作性能显著减弱,抗折强度先增大再减小,最终选用含有1.5%钢纤维和0.25%PVA纤维的HFRCC来制作永久模板。随后对六个HFRCC永久模板叠合RC单向板和一个RC单向板进行了四点受弯试验,探究了HFRCC-RC界面处理方式和配筋率对叠合板受弯性能的影响。试验结果表明:抹平、等距凹槽和钢钉拉毛三种界面处理方式对叠合板受弯性能的影响可以忽略;HFRCC模板能够有效限制裂缝发展,减小裂缝宽度和间距,叠合板的开裂弯矩相比于普通混凝土板提高了20.1%~31.7%。分别采用刚度解析法和有效惯性矩法建立了HFRCC-RC叠合板短期刚度计算方法,两种方法均有较高的计算精度且离散性较小。 展开更多
关键词 钢-PVA混杂纤维增强水泥基复合材料 永久模板 短期刚度 刚度解析法 有效惯性矩法
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高温处理对聚乙烯纤维-钢纤维高韧性水泥基复合材料抗折性能的影响
16
作者 张港 谢群 +1 位作者 于晓伟 赵鹏 《济南大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第6期749-754,762,共7页
为了探究高韧性水泥基复合材料经高温处理后的力学性能,采用聚乙烯纤维与钢纤维混杂方式制备一种混杂纤维高韧性水泥基复合材料,通过三点抗折试验探讨所制得聚乙烯纤维-钢纤维高韧性水泥基复合材料经温度20、60、100、150、200、250℃... 为了探究高韧性水泥基复合材料经高温处理后的力学性能,采用聚乙烯纤维与钢纤维混杂方式制备一种混杂纤维高韧性水泥基复合材料,通过三点抗折试验探讨所制得聚乙烯纤维-钢纤维高韧性水泥基复合材料经温度20、60、100、150、200、250℃处理后的抗折性能。结果表明:随着处理温度的升高,该复合材料的开裂应力、峰值应力和弯曲韧性均表现为先增大后减小的变化规律,处理温度为60、150℃时最大开裂应力为12.09 MPa,最大峰值应力为18.52 MPa;峰值应力受处理温度的影响较显著,当处理温度为200、250℃时,聚乙烯纤维熔化,复合材料的峰值应力相较于处理温度为150℃时的分别减小42.7%、57.9%;该复合材料的弯曲韧性在指定挠度为L/150、L/100(其中L为支座间跨度)阶段受处理温度影响较小,在指定挠度为L/50、L/25阶段,随着处理温度的升高而先增大后减小,聚乙烯纤维熔化导致复合材料在大挠度阶段的弯曲韧性明显减小。 展开更多
关键词 高韧性水泥基复合材料 高温处理 抗折性能 弯曲韧性 聚乙烯纤维 钢纤维
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定量分布PVA纤维增强水泥基复合材料连续梁抗弯性能数值模拟
17
作者 王晓伟 栾魁亮 +3 位作者 陈娇 詹兆钰 慕儒 许航铭 《混凝土》 CAS 北大核心 2024年第3期87-91,共5页
纤维增强是有效改善水泥基复合材料抗拉性能的方法之一,掺加聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol Fiber,PVA)纤维可以提高水泥基复合材料的抗裂性能和韧性,根据构件拉应力大小配制PVA纤维体积掺量,即定量分布PVA纤维,能够充分发挥纤维的增强作... 纤维增强是有效改善水泥基复合材料抗拉性能的方法之一,掺加聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol Fiber,PVA)纤维可以提高水泥基复合材料的抗裂性能和韧性,根据构件拉应力大小配制PVA纤维体积掺量,即定量分布PVA纤维,能够充分发挥纤维的增强作用。为研究PVA纤维定量分布的增强机理,开展了定量分布PVA纤维增强水泥基复合材料(Adaptively Distributed Polyvinyl Alcohol Fiber Reinforced Cement-based Composites,AD-PFRC)连续梁的抗弯性能数值模拟研究,对比分析了不同PVA纤维分布方式连续梁的应力云图及梁底部拉应力较大区域的合力。数值模拟结果表明:平均PVA纤维体积掺量为1.3%时,AD-PFRC的拉应力值相比PFRC明显提高,且达到极限荷载时,AD-PFRC梁跨中截面底部拉应力较大区域的合力相比PFRC提高了12%,AD-PFRC的PVA纤维增强作用明显提高。 展开更多
关键词 定量分布PVA纤维增强水泥基复合材料 增强机理 数值模拟
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纳米增强水泥基复合材料抗氯离子迁移及固化性能综述 被引量：5
18
作者 龙武剑 余阳 +3 位作者 何闯 李雪琪 熊琛 冯甘霖 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期62-71,共10页
先进碳基纳米材料在水泥基材料领域的渗透突破了传统水泥基材料的性能使用局限,是未来高性能水泥基复合材料研究的热门领域。然而,虽然目前关于纳米增强水泥基复合材料水化、微观、力学等性能的研究相对较多,但是针对长期耐久性能,特别... 先进碳基纳米材料在水泥基材料领域的渗透突破了传统水泥基材料的性能使用局限,是未来高性能水泥基复合材料研究的热门领域。然而,虽然目前关于纳米增强水泥基复合材料水化、微观、力学等性能的研究相对较多,但是针对长期耐久性能,特别是对影响钢筋锈蚀的主要因素氯盐侵蚀方面的研究相对较少,且缺少一定的深度与广度。纳米增强水泥基材料抗氯盐侵蚀性能主要体现在两个方面:一是孔隙层面,通过密实孔隙降低整体孔隙率,增加纳微观毛细孔比例,从而降低外界氯离子侵入迁移速率;二是固化层面,通过孔隙固液交界处水泥水化产物氯离子置换固化作用,吸附并降低孔隙溶液中自由氯离子含量。它们的最终目的都是在结构服役寿命内保证钢筋表面侵入的自由氯离子浓度处于锈蚀临界浓度之下,降低锈蚀风险及维护成本。深入明晰纳米增强水泥基复合材料抗氯离子迁移和固化性能及机理,对建立有效预测模型,指导并推动高抗蚀纳米增强水泥基复合材料设计、制备及应用具有重要意义。本文总结了近年来纳米增强水泥基复合材料抗氯盐侵蚀性能的研究进展,对比分析了不同维度、不同制备手段、不同化学组成等各类纳米材料分别对抗氯离子迁移性能和氯离子固化性能的影响效果及机制,同时对未来纳米增强高抗蚀水泥基复合材料的发展及应用进行了展望。 展开更多
关键词 纳米增强 水泥基复合材料 耐久性 氯离子迁移 氯离子固化
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混杂纤维水泥基复合材料抗拉抗折性能研究及强度预测 被引量：1
19
作者 查叶铭 张品乐 +1 位作者 胡静 郭旭 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S02期155-159,共5页
完善混杂纤维增强水泥基复合材料(HFRCC)的力学性能设计方法对补充现行纤维混凝土规范以及HFRCC的工程应用有着重要意义。本工作采用疏水型和亲水型的两种PVA纤维与钢纤维混合制备HFRCC。研究了三种纤维的混杂效应,提出了适用于该类型HF... 完善混杂纤维增强水泥基复合材料(HFRCC)的力学性能设计方法对补充现行纤维混凝土规范以及HFRCC的工程应用有着重要意义。本工作采用疏水型和亲水型的两种PVA纤维与钢纤维混合制备HFRCC。研究了三种纤维的混杂效应,提出了适用于该类型HFRCC的抗拉、抗折性能预测方法。试验结果显示:亲水型的PVA对水泥基抗拉性能和抗折性能增强效果分别是疏水型PVA的0.94倍和0.91倍,且其抗拉性能比抗折性能更容易受到过量纤维所带来的负面影响,建议将总纤维体积掺量控制在2.0%以内;进一步提出了多元纤维混杂模型,将多变量控制的混杂效应系数分解简化,推导了HFRCC抗拉强度和抗折强度计算公式,该模型性能预测误差在10%以内,可以较好地预测HFRCC的抗拉、抗折性能。 展开更多
关键词 工程水泥基复合材料 混杂纤维 抗拉强度 抗折强度 混杂效应 纤维增强系数
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纤维增强水泥基复合材料研究进展 被引量：34
20
作者 贾哲 姜波 +1 位作者 程光旭 杨晓冰 《混凝土》 CAS CSCD 北大核心 2007年第8期65-68,共4页
综述了国内外不同种纤维如钢纤维、碳纤维、玻璃纤维、聚丙烯纤维以及天然植物纤维对水泥基复合材料强度、韧性、抗裂等力学性能的增强效果;分析了纤维增强水泥基复合材料的增强机理及作用。对常用的增强纤维的性能作了对比,通过对剑麻... 综述了国内外不同种纤维如钢纤维、碳纤维、玻璃纤维、聚丙烯纤维以及天然植物纤维对水泥基复合材料强度、韧性、抗裂等力学性能的增强效果;分析了纤维增强水泥基复合材料的增强机理及作用。对常用的增强纤维的性能作了对比,通过对剑麻纤维增强水泥基复合材料的研究,认为将剑麻纤维应用于水泥基复合材料前景广泛,意义重大。 展开更多
关键词 水泥基复合材料 钢纤维 碳纤维 玻璃纤维 聚丙烯纤维 剑麻纤维
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