单一及混杂网格增强ECC板抗弯性能

摘要

纤维网格增强工程用水泥基复合材料(engineered cementitious composite,ECC)具有质量轻、延性高、耐久性好等特性，然而，单一纤维网格在同时提高抗弯承载和变形能力方面存在局限性。为解决这一问题，通过四点弯曲试验研究单一及混杂网格增强ECC板的弯曲性能，设计了1个无网格ECC对照板、4个单一纤维网格增强ECC板、3个碳纤维与玻璃纤维网格混杂增强ECC板和3个碳纤维网格与钢丝网格混杂增强ECC板。研究了网格层数、种类和混杂方式对ECC板的抗弯承载能力与变形能力的影响规律。试验结果表明:碳纤维-钢丝网格混杂板在试件开裂后充分发挥了碳纤维网格高抗拉强度和ECC应变硬化的优点，显著提高了网格强度利用率和变形能力。网格层数均为2层时，碳-玻璃纤维网格混杂板较单一玻璃纤维网格板的承载能力提升11.98%，变形能力提升13.07%;碳纤维-钢丝网格混杂板的变形能力相较于单一碳纤维网格板提升135.20%。网格层数均为3层时，2层碳纤维网格与1层玻璃纤维网格混杂板的变形能力相较于单一碳纤维网格板提升140.89%; 1层碳纤维网格与2层钢丝网格混杂板相较于1层碳纤维网格与2层玻璃纤维网格混杂板的承载能力提升9.82%，变形能力提升8.23%。碳纤维-钢丝网格混杂板的综合弯曲性能最优，相较于碳-玻璃纤维网格混杂板，其抗弯承载能力相似，变形能力优于后者。相较于单一纤维网格板和碳-玻璃纤维网格混杂板，碳纤维-钢丝网格混杂会使试件在峰值荷载后承载力下降趋于缓慢。基于试验结果，建立了抗弯承载力计算公式，计算值与试验值吻合良好。

关键词

混杂网格 / 网格增强ECC板 / 弯曲性能 / 碳纤维网格 / 玻璃纤维网格 / 钢丝网格