基于数字图像方法的混掺纤维应变硬化水泥基复合材料力学性能及变形特征

摘要：

为揭示混掺纤维对应变硬化水泥基复合材料力学性能和变形行为的影响规律,研究了玄武岩–聚乙烯醇(PVA)纤维应变硬化水泥基复合材料的抗拉、抗压性能及压应变演化特征.设计了纤维掺量为材料体积分数的2％,玄武岩纤维和PVA纤维掺量比分别为3:1、1:1和1:3,同时控制粉煤灰与水泥掺量的比值(FA/C)分别为1.2、1.5和2.0.对不同粉煤灰掺量的混掺纤维应变硬化水泥基复合材料进行直接拉伸和抗压实验,利用数字图像相关技术(DIC)对试样压缩过程中的水平、竖向应变演化及裂缝开展进行了分析.结果表明:混掺纤维试样的抗压强度要明显高于单掺纤维试样的抗压强度,表明混掺纤维能够有效改善材料的抗压强度;在FA/C(粉煤灰与水泥掺量的比值)为1.2和1.5时,最佳纤维类型为B0.5P1.5(玄武岩纤维体积分数0.5％,PVA纤维体积分数1.5％),FA/C为2.0时,最佳纤维类型为B1P1,即粉煤灰掺量不同,材料最佳纤维类型也不同,表明粉煤灰掺量影响最佳纤维类型;在混掺纤维试样中,玄武岩纤维主要起提高材料强度的作用,但其对材料的延性发展不利,而PVA纤维的掺入能够有效改善材料的延性,混掺纤维使材料的力学性能更加优越;同时DIC技术可以有效表征材料应变演化及裂缝形成和扩展过程,为研究受力过程中材料损伤和裂缝演化提供一种有效手段.

关键词：粉煤灰、玄武岩纤维、应变硬化水泥基复合材料、抗压强度、数字图像相关、应变演化

所属期刊栏目：50

分类号：TU528(建筑材料)

资助基金：国家自然科学基金;国家重点研发计划;山东省杰出青年基金项目

在线出版日期：2022-05-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1401-1409