鋼纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料斷裂破壞與抗沖擊性能的試驗(yàn)研究.pdf

1、水泥基材料是世界上應(yīng)用量最大、應(yīng)用范圍最為廣泛的工程材料。其主要缺點(diǎn)是抗拉強(qiáng)度低，脆性大，抗裂性能差。為克服上述缺點(diǎn)，采用“纖維復(fù)合化”的技術(shù)途徑增強(qiáng)增韌水泥基材料，可以有效改善其性能。本文基于數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)（Digital Image Correlation—DIC），通過(guò)不同種類(lèi)不同體積率下鋼纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料試件的抗折、彎曲斷裂和抗沖擊試驗(yàn)，研究了鋼纖維種類(lèi)和體積率對(duì)試件抗折強(qiáng)度、彎曲韌性、斷裂韌度及沖擊延性等力學(xué)參數(shù)的影響

2、規(guī)律，同時(shí)結(jié)合DIC全場(chǎng)水平應(yīng)變總結(jié)、探究了鋼纖維對(duì)水泥基材料增強(qiáng)增韌的機(jī)理。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴抗壓試驗(yàn)和抗折試驗(yàn)表明，鋼纖維對(duì)水泥基材料抗壓強(qiáng)度的改善效果有限，對(duì)抗折強(qiáng)度的改善效果較好，1.5％體積率下抗折強(qiáng)度可提高50%以上。壓痕型鋼纖維和端鉤型鋼纖維對(duì)水泥基體彎曲韌性的改善效果基本相同，最多可提高5.4倍。結(jié)合開(kāi)裂荷載與試件的延性分析可知，壓痕型鋼纖維對(duì)試件開(kāi)裂荷載和抗折強(qiáng)度的改善效果更優(yōu)，端勾型鋼纖維對(duì)宏觀裂縫發(fā)

3、展的阻滯效果更優(yōu)。彎曲斷裂試驗(yàn)表明，個(gè)體鋼纖維對(duì)水泥基材料阻止裂縫失穩(wěn)擴(kuò)展能力的提高效果較好，同時(shí)可緩和試件裂縫尖端應(yīng)變的集中。⑵抗沖擊試驗(yàn)表明，鋼纖維對(duì)水泥基材料的初裂沖擊次數(shù)、破壞沖擊次數(shù)提高幅度較大，對(duì)沖擊能和沖擊延性性能改善效果良好。在沖擊荷載作用下，端鉤型鋼纖維對(duì)基體的增強(qiáng)增韌效果明顯優(yōu)于壓痕型鋼纖維。⑶應(yīng)用DIC技術(shù)，以抗折試驗(yàn)中試件的表面應(yīng)變?cè)茍D變化規(guī)律為依據(jù)，將鋼纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料的受彎破壞過(guò)程分為微裂紋彌散擴(kuò)展階段