耐碱玻璃纤维ECC复合材料受压应力–应变关系

摘要

耐碱玻璃纤维具有良好的受力性能，且经济性及耐久性较好，将其掺入水泥基复合材料中，可以取得较好的增强效果，故而工程应用前景较为广泛。为了研究耐碱玻璃纤维增强工程用水泥基复合材料（耐碱玻璃纤维ECC）的抗压性能及受压应力–应变关系，本文对33组高性能水泥基材料的试件进行了轴压性能试验，分析了纤维掺量、纤维长度及水灰比对耐碱玻璃纤维ECC的受压性能及受压应力–应变关系的影响，并提出耐碱玻璃纤维ECC受压应力–应变关系的计算模型。结果表明：掺入耐碱玻璃纤维可以明显改善水泥基材料在单轴受压状态下的抗裂、受力和变形性能；耐碱玻璃纤维ECC试件抗压强度和变形能力的提升程度与纤维掺量、纤维长度及水灰比有关；随着纤维掺量和长度增加，耐碱玻璃纤维ECC试件的抗压强度和变形能力大致呈递增趋势，但掺量过多会因“团聚”现象明显，导致试件抗压强度降低；水灰比主要影响试件的抗压强度，水灰比越大，抗压强度越小；当纤维质量掺量为6.5%，纤维长度为18 mm，水灰比为0.32时，耐碱玻璃纤维ECC的综合力学性能相对较优，相比对比试件，其抗压强度和变形能力分别可提升25.6%和88.0%；本文提出的耐碱玻璃纤维ECC受压应力–应变关系模型的计算值与试验值吻合较好，可用于描述其受压破坏全过程。

关键词

耐碱玻璃纤维 / 工程用水泥基复合材料(ECC) / 应力–应变关系 / 抗压强度