聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料力学性能试验研究

聚乙烯醇纤维增强混凝土的性能分析及其应用混凝土是重要的建筑材料，具有可模塑性、可延展性和压缩强度等优点。

然而，混凝土在拉伸和弯曲方向上的强度和韧性相对较差，容易出现裂缝和破损。

为了解决这些问题，研究人员开始探索添加纤维增强混凝土，其中聚乙烯醇纤维是一种广泛应用的材料。

本文将对聚乙烯醇纤维增强混凝土的性能进行分析，并探讨其在实际应用中的优缺点。

一、聚乙烯醇纤维增强混凝土的性能1.1 强度提高添加聚乙烯醇纤维可以显著提高混凝土的拉伸和弯曲强度。

由于混凝土中存在局部弱点和微裂缝，聚乙烯醇纤维在其上形成网状结构，从而增强混凝土的整体强度。

1.2 抗裂性能混凝土中出现裂缝主要是由于局部受到外力或内部温度变化所致。

添加聚乙烯醇纤维可以抑制混凝土内部的裂缝扩展，从而提高其抗裂性能。

1.3 韧性提高韧性是指材料在断裂前能够吸收的能量，是评价材料抗震性能的重要指标。

添加聚乙烯醇纤维可以提高混凝土的韧性，使其在发生外力作用时能够更好地承受一定的塑性变形，从而减轻了建筑物的震害程度。

1.4 降低收缩和渗透性混凝土中存在缩短、干缩和水泥胶体收缩等问题，这些问题容易导致混凝土的开裂和渗透。

添加聚乙烯醇纤维可以有效地减少混凝土收缩系数，从而减缓混凝土的变形和裂缝发生率。

二、聚乙烯醇纤维增强混凝土的应用2.1 地下水利工程地下水利工程施工亦常常会用到混凝土，而地下水中的水分会使混凝土吸水而导致渗漏。

添加聚乙烯醇纤维增强混凝土可以有效地改善其渗透性能，防止发生渗漏问题。

2.2 道路建设混凝土在道路建设中被广泛应用，而道路工程面临的气候和外力作用较大，需要具备较好的抗裂性能和韧性。

添加聚乙烯醇纤维可以增强混凝土的整体强度和韧性，从而提高其使用寿命和抗疲劳性能。

2.3 防护工程在一些防护工程中，如滨海公路、水利等重要建筑，在海水波浪冲刷、水蚀侵蚀等情况下，聚乙烯醇纤维增强混凝土可以减轻外力对建筑物的破坏程度，增强抵御自然侵蚀和环境变迁的能力。

PVA纤维水泥基复合材料单轴受压试验研究姜海军;刘曙光;闫长旺;张菊【期刊名称】《混凝土》【年(卷),期】2014(000)006【摘要】聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料（Polyvinyl alcohol fiber reinforced cementitious composites简称PVA-FRCCs）是一种高性能纤维增强水泥基复合材料。

采用棱柱体试件（150 mm×150 mm×550 mm）研究其单轴受压力学性能。

单轴受压试验直接获得了棱柱体试件的应力-应变全曲线，从而获得峰值应力、峰值应变、弹性模量，并系统分析了纤维体积掺量对上述参数的影响。

通过对试验数据和已存模型比较获得一个能够描述其应力-应变曲线的非线性本构模型。

【总页数】4页(P81-83,111)【作者】姜海军;刘曙光;闫长旺;张菊【作者单位】内蒙古工业大学矿业学院，内蒙古呼和浩特 010051; 中国矿业大学矿业工程学院，江苏徐州 221116;内蒙古工业大学矿业学院，内蒙古呼和浩特010051;内蒙古工业大学矿业学院，内蒙古呼和浩特 010051;内蒙古工业大学矿业学院，内蒙古呼和浩特 010051【正文语种】中文【中图分类】TU528.041【相关文献】1.PVA纤维增强水泥基复合材料单轴抗压试验研究 [J], 高淑玲;徐世烺2.PVA纤维尾矿砂水泥基复合材料断裂能试验研究 [J], 张少峰;王雪3.高温后PVA纤维增强水泥基复合材料力学性能试验研究 [J], 杨珊;李祚;彭林欣;罗月静;滕晓丹4.钢筋约束PVA纤维水泥基复合材料受压性能试验研究与理论模型 [J], 孙伟;徐珍飞5.纳米粒子和石英砂对PVA纤维水泥基复合材料单轴拉伸性能的影响 [J], 魏华;张鹏;王娟;张天航因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

ECC-混凝土控裂功能材料力学性能的试验研究聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(PVA-ECC)是在水泥砂浆中掺入一定量的聚乙烯醇纤维而制成的一种复合材料,它具有比较高的抗弯和抗拉强度、极限延伸率,较大的抗裂性能、抗变形性能、抗冲击性、耐磨性、抗渗性和较高的疲劳强度等优点。

在工程中应用PVA-ECC这种材料可以有效地提高工程的耐久性。

借鉴已有的ECC研究成果以及课题组相关的研究成果,本论文进一步探索采用国产PVA纤维制备PVA-ECC的最优配合比,并在普通混凝土材料的基础上,引入功能梯度材料的设计原理,将ECC布置在混凝土构件的受拉区以替代该区域的部分混凝土,形成一种由普通混凝土和ECC结合而成的复合材料。

在ECC和混凝土材料的界面结合区,两种材料相互渗透,在一定厚度范围内形成了 ECC-混凝土控裂功能梯度材料。

为了更好地分析采用这种由ECC-混凝土复合材料制成的构件(或结构)的受力性能,有必要研究ECC和混凝土界面结合区域的ECC-混凝土控裂功能材料的力学性能。

本文通过试验研究确定了国产PVA-ECC材料的最佳配合比,并针对ECC-混凝土控裂功能材料的力学性能开展了试验和理论研究。

本文所做研究工作如下:(1)通过立方体抗压和四点弯曲试验研究PVA-ECC 的力学性能,两种试验各制备了27组试件。

分析试验结果,确定国产PVA-ECC材料的最佳配合比。

针对PVA-ECC最佳配合比的材料,由该材料的跨中挠度推导得到它的拉伸应变计算值,采用已有的拉伸应变试验值验证了 PVA-ECC材料的跨中挠度与拉伸应变之间的关系式。

(2)通过立方体抗压试验和劈裂抗拉试验分别研究ECC-混凝土控裂功能材料在受压和受拉时的力学性能。

两种试验各自制备了 36组试件,其中30组试件采用国产PVA纤维,6组试件作为对照组采用日本PVA纤维。

通过试验数据线性拟合,确定了 ECC-混凝土控裂功能材料立方体抗压强度与单轴抗压强度的比值随ECC厚度变化的关系。

《PVA纤维增韧水泥基复合材料制备及其高温力学性能研究》一、引言随着现代建筑技术的不断发展，对建筑材料性能的要求日益提高。

水泥基复合材料因其优异的物理力学性能和良好的耐久性，在建筑领域得到了广泛应用。

然而，传统的水泥基材料在受到冲击或震动时易产生裂纹，影响了其使用性能。

为了改善这一不足，研究人员开始探索将纤维加入到水泥基材料中，以提高其韧性和抗裂性能。

其中，PVA（聚乙烯醇）纤维因其优良的物理性能和与水泥基材料的良好相容性，成为了增强水泥基复合材料的重要选择。

本文旨在研究PVA纤维增韧水泥基复合材料的制备工艺及其在高温环境下的力学性能。

二、PVA纤维增韧水泥基复合材料的制备1. 材料选择制备PVA纤维增韧水泥基复合材料所需的主要材料包括水泥、PVA纤维、水和其他添加剂。

其中，PVA纤维的选择对于提高复合材料的性能至关重要。

应选择具有高强度、高韧性和良好亲水性的PVA纤维。

2. 制备工艺制备过程主要包括材料混合、搅拌、浇筑和养护等步骤。

首先，将水泥、PVA纤维、水和添加剂按照一定比例混合；然后，通过搅拌使各组分充分混合均匀；接着，将混合物浇筑到模具中，进行养护；最后，脱模并得到PVA纤维增韧水泥基复合材料。

三、高温力学性能研究1. 实验方法为了研究PVA纤维增韧水泥基复合材料在高温环境下的力学性能，采用高温炉对试样进行加热，并利用万能材料试验机进行力学性能测试。

通过改变加热温度和加热时间，探究不同条件下复合材料的力学性能变化。

2. 实验结果与分析（1）抗拉强度：随着温度的升高，PVA纤维增韧水泥基复合材料的抗拉强度呈现先增加后降低的趋势。

在较低温度下，PVA纤维能够有效地提高复合材料的抗拉强度；而在较高温度下，由于纤维与基体的热膨胀系数差异较大，导致复合材料内部产生较大的热应力，从而降低其抗拉强度。

（2）抗压强度：与抗拉强度类似，PVA纤维增韧水泥基复合材料的抗压强度在高温环境下也呈现先增加后降低的趋势。

聚乙烯醇对水泥基复合材料的性能研究刘俊茹【摘要】本文主要研究了加入不同份数的聚乙烯醇对水泥基复合材料体积电阻率、力学性能和耐久性能的影响.【期刊名称】《四川水泥》【年(卷),期】2016(000)007【总页数】1页(P5)【关键词】聚乙烯醇;水泥基复合材料;电阻率;力学性能;耐久性【作者】刘俊茹【作者单位】西安思源学院城市建设学院陕西西安 710038【正文语种】中文【中图分类】TQ172以水溶性聚合物作为水泥的改性剂，可以改善水泥的结构，实现减水、调凝、增强及增韧水泥的目的。

聚乙烯醇(PVA)能溶于含羟基的极性溶液中，易转变成凝胶，不溶于几乎所有的非极性溶剂，水是其最好的溶剂，且它的水溶液含水量高、强度高、毒性小、生物相容性好。

PVA 的性质主要由它的分子量和醇解度来决定，分子量越大，水溶性越差，水溶液粘度大，成膜性能好。

PVA 具有较佳的强力粘接性、皮膜柔韧性、平滑性、耐油性、耐溶剂性、胶体保护性、气体阻绝性、耐磨性。

在水泥中加入不同质量分数的PVA，并按照加水量36.4%加水，分别测试其性能。

PVA 掺量对水泥基复合材料体积电阻率的影响分别按质量分数1%、2%、4%、8%加入PVA，测量其 7 天、28 天体积电阻率结果见图1所示。

由图1可知：随着PVA 掺量的增加，PVA水泥复合材料的7 天、28 天体积电阻率逐渐上升。

其中，7 天体积电阻率从未加 PVA 时的3.95×108Ω·cm 提高到 8%PVA 掺量时的14.42×108Ω·cm； 28 天体积电阻率从未加 PVA 时的4.13×108Ω·cm 提高到8%PVA 掺量时的66.54×108Ω·cm，电阻率提高了 15 倍以上。

该结果的原因在于 PVA 分子链能和水泥水化产物(如铝酸钙)结合形成界面层，最终形成聚合物和水泥水化物相互交织、相互贯穿的复合体结构，从而细化孔结构减弱孔液互相连通，使材料微结构更趋致密，电阻率提高。

PVA纤维增强水泥基复合材料力学性能试验研究的开题报告一、研究背景与意义水泥基材料是建筑领域中广泛应用的一种材料，但在实际使用中存在着比较严重的缺陷，如抗裂强度低、自重大、脆性等问题，这些问题导致水泥基材料在实际使用中的可靠性和稳定性受到限制。

为了改善这些问题，研究开发水泥基复合材料已成为一种新的解决方案。

其中，PVA 纤维被广泛应用于水泥基复合材料中，有效地提高了材料的力学性能。

因此，本研究旨在通过试验研究PVA纤维增强水泥基复合材料的力学性能，为水泥基材料的改性提供一定的理论依据和实验数据支持。

二、研究内容与方法（一）研究内容1. PVA纤维增强水泥基复合材料的制备；2. PVA纤维增强水泥基复合材料的力学性能研究，包括抗弯、抗压、抗拉等力学性能测试。

（二）研究方法：1. 材料制备：采用机械搅拌法将水泥、石灰石粉、砂子等原材料混合后制备出水泥基材料；将PVA纤维与水泥基材料混合，制备出PVA纤维增强水泥基复合材料。

2. 实验设计：设计PVA纤维增强水泥基复合材料的试验小样，进行抗弯、抗压、抗拉等性能测试。

3. 数据处理：采用统计分析方法对试验数据进行整理和分析，绘制相应的力学性能力学曲线和统计图表分析结果。

三、预期成果1. 制备PVA纤维增强水泥基复合材料；2. 获得PVA纤维增强水泥基复合材料的力学性能测试数据；3. 分析PVA纤维增强水泥基复合材料的力学性能特点；4. 探讨PVA纤维增强水泥基复合材料在实际应用领域中的应用前景。

四、研究进度安排1. 5月：完成课题的背景资料收集和研究；2. 6月：收集和购买实验所需的原材料和仪器设备；3. 7-8月：进行PVA纤维增强水泥基复合材料的制备；4. 9-10月：进行PVA纤维增强水泥基复合材料的力学性能测试和数据处理；5. 11-12月：完成试验报告撰写和博士论文的部分内容编写。

㊀第３７卷第９期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀硅㊀酸㊀盐㊀通㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Ｖｏｌ.３７㊀Ｎｏ.９㊀２０１８年９月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀ＢＵＬＬＥＴＩＮＯＦＴＨＥＣＨＩＮＥＳＥＣＥＲＡＭＩＣＳＯＣＩＥＴＹ㊀㊀㊀㊀㊀㊀Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒꎬ２０１８㊀聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料轴压徐变性能研究张为民１ꎬ郑业勇１ꎬ杨才千１ꎬ２ꎬ李科锋１(１.湘潭大学土木工程与力学学院ꎬ湘潭㊀４１１１０５ꎻ２.东南大学土木工程学院ꎬ南京㊀２１００１８)摘要:通过自制加载装置ꎬ研究了聚乙烯醇纤维(ＰＶＡ)增强水泥基复合材料在轴向压应力作用下的徐变性能ꎮ研究参数包括水胶比和纤维掺量ꎮ研究结果表明:纤维掺入会降低水泥基复合材料抵抗徐变的能力ꎬ相对于未掺纤维的水泥基复合材料ꎬ纤维掺量为１％时其１２０ｄ徐变增加了１９.４％ꎻ适当的水胶比有利于胶凝材料充分反应ꎬ增加对ＰＶＡ水泥基复合材料对徐变的抑制作用ꎬ当水胶比超过０.３时ＰＶＡ水泥基复合材料的力学性能会出现一定程度的降低ꎬ且１２０ｄ徐变会呈现快速增加ꎮ基于分数阶导数理论ꎬ采用Ａｂｅｌ粘壶替代标准线性固体模型中的牛顿粘壶ꎬ推导出用于描述水泥基复合材料的徐变模型ꎬ并利用该徐变模型对试验数据进行分析ꎮ结果表明ꎬ含Ａｂｅｌ粘壶的徐变模型与试验数据吻合良好且稳定性较高ꎮ关键词:水泥基复合材料ꎻ徐变ꎻＡｂｅｌ粘壶ꎻ聚乙烯醇纤维ꎻ分数阶导数中图分类号:ＴＵ３９８＋.９㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀文章编号:１００１￣１６２５(２０１８)０９￣２７４３￣０５ＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅＣｒｅｅｐＢｅｈａｖｉｏｒｏｆＰｏｌｙｖｉｎｙｌＡｌｃｏｈｏｌＦｉｂｅｒＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＥｎｇｉｎｅｅｒｅｄＣｅｍｅｎｔｉｔｉｏｕｓＣｏｍｐｏｓｉｔｅＺＨＡＮＧＷｅｉ￣ｍｉｎ１ꎬＺＨＥＮＧＹｅ￣ｙｏｎｇ１ꎬＹＡＮＧＣａｉ￣ｑｉａｎ１ꎬ２ꎬＬＩＫｅ￣ｆｅｎｇ１(１.ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＭｅｃｈａｎｉｃｓꎬＸｉａｎｇｔａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＸｉａｎｇｔａｎ４１１１０５ꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＮａｎｊｉｎｇ２１００１８ꎬＣｈｉｎａ)㊀㊀㊀㊀㊀㊀基金项目:国家自然科学基金青年项目(５１７０８４７６)ꎻ湖南省自然科学基金(２０１７ＪＪ３３０２)作者简介:张为民(１９６８￣)ꎬ男ꎬ教授.主要从事粘弹性材料本构理论研究.通讯作者:杨才千ꎬ博士ꎬ教授.Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ａｌｏａｄｉｎｇｅｑｕｉｐｍｅｎｔｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｔｏｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｃｒｅｅｐｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｐｏｌｙｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌｆｉｂｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄｃｅｍｅｎｔｉｔｉｏｕｓｃｏｍｐｏｓｉｔｅｕｎｄｅｒａｘｉａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｓｓ.Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｖａｒｉａｂｌｅｓｉｎｃｌｕｄｅｗａｔｅｒｔｏｂｉｎｄｅｒｒａｔｉｏａｎｄｆｉｂｅｒｆｒａｃｔｉｏｎ.ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅＰＶＡｆｉｂｅｒａｄｄｅｄｔｏｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄｃｅｍｅｎｔｉｔｉｏｕｓｃｏｍｐｏｓｉｔｅ(ＥＣＣ)ｒｅｄｕｃｅｄｔｈｅｃｒｅｅｐｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄｃｅｍｅｎｔｉｔｉｏｕｓｃｏｍｐｏｓｉｔｅ.Ｗｈｅｎｔｈｅｆｉｂｅｒｆｒａｃｔｉｏｎｗａｓ１％ꎬｔｈｅ１２０ｄｃｒｅｅｐｏｆｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄｃｅｍｅｎｔｉｔｉｏｕｓｃｏｍｐｏｓｉｔｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙ１９.４％ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｏｓｅｗｉｔｈｏｕｔｆｉｂｅｒａｄｄｉｔｉｏｎ.ＡｐｐｒｏｐｒｉａｔｅｗａｔｅｒｔｏｂｌｉｎｄｅｒｒａｔｉｏｉｓｉｎｆａｖｏｒｏｆｔｈｅｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔｒｅａｃｔｉｏｎａｎｄｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅｃｒｅｅｐｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆＰＶＡ￣ＥＣＣｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ.Ｗｈｅｎｔｈｅｒａｔｉｏｏｆｗａｔｅｒｔｏｂｉｎｄｅｒｉｓｏｖｅｒ０.３ꎬｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＰＶＡ￣ＥＣＣｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｗｉｌｌｄｅｃｒｅａｓｅꎬｍｅａｎｗｈｉｌｅ１２０ｄｃｒｅｅｐｗｉｌｌｉｎｃｒｅａｓｅｒａｐｉｄｌｙ.ＢａｓｅｄｏｎｔｈｅｔｈｅｏｒｙｏｆｆｒａｃｔｉｏｎａｌｏｒｄｅｒｄｅｒｉｖａｔｉｖｅꎬｔｈｅｃｒｅｅｐｍｏｄｅｌｉｓｄｅｄｕｃｅｄｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅＡｂｅｌｄａｓｈｐｏｔｉｎｓｔｅａｄｏｆｔｈｅＮｅｗｔｏｎｄａｓｈｐｏｔｉｎａｓｔａｎｄａｒｄｌｉｎｅａｒｍｏｄｅｌꎬａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄａｔｅａｒｅａｎａｌｙｚｅｄｂｙｔｈｅｃｒｅｅｐｍｏｄｅｌ.Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｃｒｅｅｐｍｏｄｅｌｉｓｉｎｇｏｏｄａｇｒｅｅｍｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄａｔａａｎｄｈｉｇｈｓｔａｂｉｌｉｔｙ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄｃｅｍｅｎｔｉｔｉｏｕｓｃｏｍｐｏｓｉｔｅꎻｃｒｅｅｐꎻＡｂｅｌｄａｓｈｐｏｔꎻｐｏｌｙｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌｆｉｂｅｒꎻｆｒａｃｔｉｏｎａｌｏｒｄｅｒｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ１㊀引㊀言纤维增强水泥基复合材料相比普通混凝土具有显著的抗裂性㊁韧性和较高的强度ꎬ在增强结构的耐久性㊁抗冲击性及可持续方面具有显著的优势[１￣２]聚乙烯醇纤维(ＰＶＡ)增强水泥基复合材料(以下简称ꎬＰＶＡ２７４４㊀专题论文硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３７卷水泥基复合材料)是将ＰＶＡ纤维掺入水泥基中形成的一种新型混凝土ꎮ这种新型混凝土有效克服了普通混凝土脆性大㊁低拉伸性㊁抗裂性差等不良性能在工程运用导致的缺陷[３]ꎮ混凝土的细微裂缝问题ꎬ通过纤维掺合技术得以解决ꎬ并在桥梁路面修复㊁结构加固㊁屋面防水[４￣５]等领域有广泛的研究和应用前景ꎮ与普通混凝土不同ꎬＰＶＡ水泥基复合材料中没有粗骨料ꎬ纤维的掺入容易形成界面孔隙ꎬ因此水泥基复合材料的耐久性问题一直受到人们的关注ꎮ目前ꎬ国内外学者对ＰＶＡ水泥基复合材料的抗渗性㊁抗冻性等方面进行了大量的试验研究[６￣７]ꎬ而与时间相关的徐变及粘弹性等方面研究文献相对较少ꎮ徐变能促使结构内部进行长期应力分布调整ꎬ减少应力集中ꎬ同时也会造成应力损失和较大变形ꎮ本文对通过自制加载设备对ＰＶＡ水泥基复合材料进行轴压徐变试验ꎬ考虑水胶比和纤维掺量对徐变的影响ꎮ在试验数据的基础上采用含Ａｂｅｌ粘壶的徐变模型进行拟合ꎬ研究ＰＶＡ水泥基复合材料的徐变特性ꎮ２㊀徐变试验２.１㊀试验材料水泥采用湘潭中材水泥厂生产的Ｐ Ｏ４２.５普通硅酸盐水泥ꎻ聚乙烯醇纤维由日本可乐丽公司生产ꎬ成品为束状ꎬ长度１２ｍｍꎬ直径３９μｍꎬ抗拉强度１６００ＭＰａꎬ断裂伸长率为６％ꎮ减水剂由江苏苏博特新材料股份有限公司生产的ＰＶＡ￣Ⅰ聚羧酸高性能减水剂ꎬ减水率为２５％ꎮ细骨料为１２０目的精细石英砂ꎮ粉煤灰由湘潭电厂生产的一级粉煤灰ꎮ２.２㊀配合比ＰＶＡ水泥基复合材料的纤维体积掺量一般在０％到２％之间ꎬ过高掺量容易使纤维在搅拌过程中与混合物结成球团ꎮ此外水胶比过大会导致在振捣等试件成型过程中产生泌水和水泥浆离析ꎬ也会影响ＰＶＡ水泥基复合材料的力学性能ꎮ因此ꎬ本文选取的纤维体积掺量为０％㊁１％㊁２％ꎬ水胶比控制在０.４以下ꎬ具体配合比见表１ꎮ本文试件编号规则:如ＰＥ￣２５￣２ꎬＰＥ是ＰＶＡ水泥基复合材料的代称ꎬ第一个数字代表水胶比ꎬ第二个数字代表纤维掺量ꎮ表１㊀试件的配合比及抗压强度Ｔａｂ.１㊀Ｍｉｘｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｓｏｆｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｎｄｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈ编号水胶比ＰＶＡ掺量材料用量/(ｋｇ/ｍ３)水泥粉煤灰水石英砂ＰＶＡｆｃ/ＭＰａ(２８ｄ)ＰＥ￣２５￣２０.２５２３７３８２２２９５４３４２６５１.９５ＰＥ￣２５￣１０.２５１３７３８２２２９５４３４１３４６.２５ＰＥ￣３０￣２０.３２５３０６４７３５３４３１２６３９.３１ＰＥ￣３０￣１０.３１５３０６４７３５３４３１１３４１.９５ＰＥ￣３０￣００.３０５３０６４７３５３４３１０４０.１１ＰＥ￣３５￣２０.３５２４９５６０５３８５４０１２６２４.３５ＰＥ￣３５￣１０.３５１４９５６０５３８５４０１１３３０.３５ＰＥ￣４０￣１０.４１４７１５７６４１９３８６１３２８.７０２.３㊀试验装置及测量方案图１㊀徐变试验装置示意图(ａ)和实物图(ｂ)Ｆｉｇ.１㊀Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍ(ａ)ａｎｄｅｑｕｉｐｍｅｎｔｏｆｃｒｅｅｐｔｅｓｔ(ｂ)借鉴国内已有的混凝土徐变试验加载装置[８]ꎬ自行设计了弹簧式试验装置(图１)ꎮ装置分为上中下三部分ꎬ分别放置液压千斤顶和压力传感器㊁加载试件㊁高强弹簧ꎮ将千斤顶施加的轴向压力转化为弹簧弹力ꎬ通过拧紧中部钢板上部的高强双螺帽将钢板２固定在架体上ꎬ保证试件在整个试验过程中受力恒定ꎮ在试㊀第９期张为民等:聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料轴压徐变性能研究２７４５㊀件左右两侧放置量程为１ｍｍ的带钻千分表测量试件长期压缩变形值ꎮ为减少其它变量对试验结果的影响ꎬ将该装置放入温度为(２０ʃ２)ħ㊁相对湿度(６０ʃ５)％的实验室中ꎮ试件尺寸为１００ｍｍˑ１００ｍｍˑ４００ｍｍꎬ养护２８ｄ后取棱柱体抗压强度的４０％作为试验加载值ꎮ由于试件受压后会逐渐产生徐变变形ꎬ同时弹簧会产生一定的应力松弛ꎬ两者都会使弹簧恢复部分弹性形变ꎮ因此ꎬ需通过数据采集仪实时监测试验过程中荷载变化ꎬ微调螺帽维持加载系统受力恒定ꎮ３㊀徐变模型分数阶导数模型描述介于弹性体和粘性体之间的物质与时间相关的力学性能ꎬ克服了经典模型理论徐变在某些阶段与试验数据不能很好拟合的缺点[９]ꎬ仅采用几个元件组合就能获得很好的效果ꎮ３.１㊀Ａｂｅｌ粘壶模型张为民等[１０]曾提出构建含Ａｂｅｌ核的本构方程来描述粘弹性材料的徐变行为ꎮ根据Ｒｉｅｍａｎｎ￣Ｌｉｏｕｖｉｌｌｅ分数阶导数的定义给出Ａｂｅｌ核函数为:Ⅰγ(ｔ)＝１/[Γ(１－γ)ｔγ](１)式中ꎬΓ为Ｇａｍｍａ函数ꎮ当γ>０时ꎬ如图２(ａ)所示ꎬ函数图像逐渐减小到某一最小值ꎮ当γ<０时ꎬ如图２(ｂ)所示ꎬ函数图像逐渐增加到某一最大值ꎮ该Ａｂｅｌ粘壶的单轴徐变柔量为:Ｄ(ｔ)＝ｔγ/[ηＡΓ(γ＋１)](２)图２㊀Ａｂｅｌ函数图Ｆｉｇ.２㊀Ａｂｅｌｆｕｎｃｔｉｏｎｇｒａｐｈ图３㊀修正后的标准线性体模型Ｆｉｇ.３㊀Ｍｏｄｉｆｉｅｄｓｔａｎｄａｒｄｌｉｎｅａｒｍｏｄｅｌ３.２㊀修正后的标准线性体模型目前用于表征材料粘弹性的模型主要有Ｍａｘｗｅｌｌ模型㊁Ｋｅｌｖｉｎ模型㊁三参量固体模型㊁Ｂｕｒｇｅｒｓ模型等ꎬ它们通常采用粘壶㊁弹簧㊁摩擦件三种基本元件进行串联或并联组成ꎮ其中三参数固体模型也称标准线性体ꎬ由于它的简单性ꎬ工程中常用它作为描述粘弹性固体(如混凝土㊁岩石等)的最简单模型ꎮ本文从粘弹性经典模型出发ꎬ用Ａｂｅｌ粘壶替代普通标准线性体中的Ｎｅｗｔｏｎ粘壶(图３)ꎬ从而推导出修正后的标准线性体模型ꎬ用于描述ＰＶＡ水泥基复合材料的徐变特性ꎮ其本构方程:ε(ｔ)＋β－１Ｄγε(ｔ)＝Ｄɕσ(ｔ)＋Ｄ０β－１Ｄγσ(ｔ)(３)式中ꎬｔȡ０ꎬ０﹤γ﹤１ꎮβ为材料常数ꎬＤ０与Ｄɕ分别为材料的瞬态徐变柔量和长期徐变柔量ꎮ将σ(ｔ)＝θ(ｔ)带入式(３)中ꎬ进行Ｌａｐｌａｃｅ变换后再进行逆变换可得徐变柔量:Ｄ(ｔ)＝＝Ｄ０{１＋(ＤɕＤ０－１)Σɕｎ＝０(－１)ｎβγ(ｎ＋１)ｔγ(ｎ＋１)Γ[γ(ｎ＋１)＋１]}(４)４㊀结果与讨论４.１㊀试验结果２７４６㊀专题论文硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３７卷本文进行了１２０ｄ徐变试验ꎬ得到如图４所示的徐变￣时间曲线ꎮ图４(ａ)表示不同纤维掺量对徐变的影响ꎮ由图可知ꎬ早期徐变增长速率较大ꎬ超过了普通混凝土ꎬ而后速率呈下降ꎮ后期徐变在极限值附近波动并逐渐趋于平缓ꎮ由于ＰＶＡ水泥基复合材料采用粉煤灰替代部分水泥ꎬ减少初期水化热的同时也提高密实性ꎬ进而提高了它的长期力学性能ꎮ此外ꎬＰＶＡ水泥基复合材料中不含粗骨料ꎬ受压后产生的变形值相对较大ꎬ而后期的强度发展超过普通混凝土ꎬ增加了ＰＶＡ水泥基复合材料抵抗徐变的能力ꎬ使得在较短的时间内达到稳定状态ꎮ聚乙烯醇纤维的吸湿高达５％ꎬ易使纤维界面层在水化热后产生孔隙ꎮ纤维掺量增加也给ＰＶＡ水泥基复合材料的内部带来更多缺陷ꎬ增大了１２０ｄ徐变ꎮ与未掺纤维的水泥基复合材料相比ꎬ纤维掺量为１％时其１２０ｄ徐变增加了１９.４％ꎮ纤维掺量为１％时ꎬ不同水胶比的徐变曲线见图４(ｂ)ꎮ由图可知ꎬ徐变曲线的发展趋势基本没有改变ꎬ１２０ｄ徐变随着水胶比的增大先减小后增大ꎮ出现徐变值减小可能是适当的水胶比能使胶凝材料反应更加充分增加基体的流动性ꎬ保证结构内部基体均匀分布ꎮ水胶比超过０.３后ꎬ随着水胶比的增大１２０ｄ徐变也随之增大ꎮ可能是过大的水胶比使得ＰＶＡ水泥基复合材料在振捣等试件成型过程中产生泌水和水泥浆离析ꎬ使得骨料不能够被很好的固定ꎬ易形成内部缺陷和微孔隙ꎮ应力集中通过内部物质的流动逐渐被释放ꎬ增大了１２０ｄ徐变ꎮ而水胶比对ＰＶＡ水泥基复合材料抗压强度(表１)的影响与水胶比对１２０ｄ徐变的影响原因基本相同ꎮ因此ꎬ水胶比对ＰＶＡ水泥基复合材料徐变性能的影响可以反映到抗压强度上ꎬ一般强度越高ꎬ徐变越小ꎮ图４㊀ＰＶＡ水泥基复合材料的徐变曲线Ｆｉｇ.４㊀ＣｒｅｅｐｃｕｒｖｅｓｏｆＰＶＡｆｉｂｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄｃｅｍｅｎｔｉｔｉｏｕｓｃｏｍｐｏｓｉｔｅ４.２㊀模型拟合真实材料很多都具有弹性与粘性的双重性质ꎬ受力状态下表现为粘弹性ꎮ一般认为本文研究的ＰＶＡ水泥基复合材料是一种典型的粘弹性材料ꎬ因此可以采用粘弹性力学模型中含有时间参数的函数来描述徐变现象ꎮ常采用由一个弹簧元件和一个Ｋｅｌｖｉｎ模型串联合成的标准线性固体模型和由一个Ｋｅｌｖｉｎ模型和一个Ｍａｘｗｅｌｌ模型串联而成的Ｂｕｒｇｅｒｓ模型ꎬ拟合效果见图５ꎮ定义相对徐变柔量为Ｄｒ(ｔ)＝Ｄ(ｔ)/Ｄ０ꎮ图中圆点为试验测量值ꎬ虚线为模型预测值ꎮ三种模型的预测值与试验数据的非线性拟合都吻合的良好ꎬ标准线性体模型的相关系数Ｒ２＝０.９８４ꎮ而本文所提出模型的相关系数Ｒ２＝０.９９３ꎬ克服标准线性体在后期不能很好吻合的缺点ꎮ对每一组试件的试验数据进行拟合ꎬ得出不同模型的相关系数(图６)ꎬ从图中可以看出ꎬ修正后的标准线性体模型在相比其它两种模型的拟合相关系数更高ꎬ且具有较好拟合稳定性ꎮ图５㊀徐变曲线拟合Ｆｉｇ.６㊀ＦｉｔｔｉｎｇｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｏｄｅｌｓＦｉｇ.５㊀Ｃｒｅｅｐｃｕｒｖｅｓｆｉｔｔｉｎｇ图６㊀不同模型的拟合相关系数㊀第９期张为民等:聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料轴压徐变性能研究２７４７㊀４.３㊀模型系数分析本文提出的模型系数对比结果(表２)ꎬ表中瞬态徐变柔量Ｄ０的实际意义为ＰＶＡ水泥基复合材料在荷载作用下ꎬ瞬时变形与应力的比值ꎮ长期徐变柔量与瞬态徐变柔量的比值Ｄɕ/Ｄ０表达了材料在长期恒定荷载作用下ꎬ徐变值与初始变形值的倍数关系ꎮ从表中可以看出ꎬ徐变值约为初始变形值的一倍ꎮ本文模型系数关系ꎬ如图７所示ꎮ当β不变ꎬ曲线转折点相同ꎬγ值越大ꎬ曲线越陡峭ꎮ当γ不变ꎬ曲线走向相同ꎬβ值越大ꎬ曲线呈向上平移趋势ꎮ可以说ꎬβ决定了曲线的拐点ꎬ而γ决定了曲线的走向ꎮ表２㊀徐变模型系数对比结果Ｔａｂ.２㊀Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｃｒｅｅｐｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｂｙｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｃｒｅｅｐｍｏｄｅｌ编号αβＤ０ˑ１０－５/ＭＰａ－１Ｄɕ/Ｄ０ＰＥ￣２５￣２０.３８５００.２６３４４.０４２１.８４８９ＰＥ￣２５￣１０.３３６８０.２９２８４.６４５１.９７５４ＰＥ￣３０￣２０.４１４７０.２４８９５.３１３２.１１５８ＰＥ￣３０￣１０.３８５６０.２６２８４.２１９１.８８６ＰＥ￣３０￣００.２６７８０.２９４８４.３４４１.９１２３ＰＥ￣３５￣２０.３３７８０.２９１１３.４８３１.７３１４ＰＥ￣３５￣１０.４４０６０.２３５５４.９９１２.０４８ＰＥ￣４０￣１０.３４２３０.２４３７５.６７７２.１９２１图７㊀模型系数对图形的影响Ｆｉｇ.７㊀Ｅｆｆｅｃｔｏｆｍｏｄｅｌｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓｏｎｇｒａｐｈｉｃｓ５㊀结㊀论(１)ＰＶＡ水泥基复合材料的徐变￣时间曲线基本呈现相同变化趋势ꎬ具有典型的初始徐变阶段和稳定徐变阶段ꎬＰＶＡ水泥基复合材料１２０ｄ徐变随着ＰＶＡ纤维掺量的增加而增加ꎮ(２)适当的水胶比有利于胶凝材料充分反应并提高其力学性能ꎬ增加对ＰＶＡ水泥基复合材料对徐变的抑制作用ꎬ当水胶比超过０.３时ＰＶＡ水泥基复合材料的力学性能会出现一定程度的降低ꎬ且１２０ｄ徐变会呈现快速增加ꎮ(３)含Ａｂｅｌ粘壶的标准线性体徐变模型与试验数据吻合良好且稳定性较高ꎮ参考文献[１]ＬｉＶＣ.Ｌｏｎｇｔｅｒｍｄｕｒａｂｉｌｉｔｙｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄｃｅｍｅｎｔｉｔｉｏｕｓｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ[Ｊ].ＲｅｓｔｏｒａｔｉｏｎｏｆＢｕｉｌｄｉｎｇｓ＆Ｍｏｎｕｍｅｎｔｓꎬ２００６ꎬ１２(２):１１９￣１３２. [２]ＬｉｕＨꎬＺｈａｎｇＱꎬＬｉＶꎬｅｔａｌ.Ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙｓｔｕｄｙｏｎｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄｃｅｍｅｎｔｉｔｉｏｕｓｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ(ＥＣＣ)ｕｎｄｅｒｓｕｌｆａｔｅａｎｄｃｈｌｏｒｉｄｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ[Ｊ].ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄＢｕｉｌｄｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓꎬ２０１７ꎬ１３３:１７１￣１８１.[３]ＬｉＶＣ.高延性纤维增强水泥基复合材料的研究进展及应用[Ｊ].硅酸盐学报ꎬ２００７ꎬ３５(４):５３１￣５３６.[４]ＹｕＪꎬＬｉＨꎬＬｅｕｎｇＣＫＹꎬｅｔａｌ.Ｍａｔｒｉｘｄｅｓｉｇｎｆｏｒｗａｔｅｒｐｒｏｏｆｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄｃｅｍｅｎｔｉｔｉｏｕｓｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ(ＥＣＣｓ)[Ｊ].ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄＢｕｉｌｄｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓꎬ２０１７ꎬ１３９:４３８￣４４６.[５]郭平功ꎬ田㊀砾ꎬ李晓东ꎬ等.ＰＶＡ￣ＥＣＣ在工程维修中的应用[Ｊ].国外建材科技ꎬ２００６ꎬ２７(４):８２￣８４＋８７.[６]高淑玲ꎬ史宏飞ꎬ王晓伟.带预制裂缝的ＰＶＡ￣ＥＣＣ抗(盐)冻性能及机理[Ｊ].长安大学学报(自然科学版)ꎬ２０１６ꎬ３６(１):３６￣４３. [７]ＬｉｕＨꎬＺｈａｎｇＱꎬＧｕＣꎬｅｔａｌ.Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｍｉｃｒｏ￣ｃｒａｃｋｉｎｇｏｎｔｈｅｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙｏｆｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄｃｅｍｅｎｔｉｔｉｏｕｓｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ[Ｊ].ＣｅｍｅｎｔａｎｄＣｏｎｃｒｅｔｅＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓꎬ２０１６ꎬ７２:１０４￣１１３.[８]曹国辉ꎬ方㊀志.徐变加载装置的研制与应用[Ｊ].实验室研究与探索ꎬ２００５ꎬ２４(１０):３５￣３７＋４６.[９]张为民.一种采用分数阶导数的新流变模型理论[Ｊ].湘潭大学自然科学学报ꎬ２００１ꎬ２３(１):３０￣３６.[１０]张为民ꎬ张淳源ꎬ张㊀平.考虑老化的混凝土粘弹性分数导数模型[Ｊ].应用力学学报ꎬ２００４ꎬ２１(１):１￣４.。

2009年9月水 利 学 报SH UI LI X UE BAO第40卷　第9期收稿日期:2008212212基金项目:国家自然科学基金重点项目(50438010);南水北调工程建设重大关键技术研究及应用(J G ZX JJ2006213)作者简介:徐世　(1953-),男,湖北人,博士,教授,主要从事混凝土断裂力学基本理论与工程应用、新型材料与结构、超高韧性水泥基复合材料和非金属纤维编织网增强混凝土结构研究。

E 2mail :slxu @文章编号:055929350(2009)0921055209超高韧性纤维增强水泥基复合材料基本力学性能徐世　,蔡向荣(大连理工大学海岸与近海工程国家重点实验室结构分室,辽宁大连　116024)摘要:研制了采用高强高弹模聚乙烯醇纤维作为增强材,以精制水泥砂浆为基体的超高韧性水泥基复合材料。

本文通过单轴拉伸试验、四点弯曲试验、单轴抗压试验、三点弯曲断裂试验研究了这种新型材料的抗拉、抗弯、抗压和抗裂性能。

试验结果表明,该材料在拉伸和弯曲荷载作用下具有假应变硬化和多缝开裂特性,以及高延性、高韧性和高能量吸收能力。

极限荷载时的最大裂缝宽度在50μm 左右。

拉伸和弯曲试验测得的极限拉伸应变在3%以上,平均裂缝间距1mm 左右。

其抗压强度类似于混凝土,抗压弹性模量较低,但受压变形能力比普通混凝土大很多。

通过三点弯曲断裂试验证明,该材料的峰值荷载及其对应变形都较基体有明显的提高。

缺口拉伸试件和缺口梁试件均证明,该材料可以将单一裂缝细化成多条细裂缝,同时该材料具有对小缺口不敏感的特性。

4种试验的结果证明该材料在各种破坏荷载作用下均能保持良好的整体性,不发生碎裂破坏。

关键词:超高韧性水泥基复合材料;假应变硬化;多缝开裂;高延性;高韧性;高能量吸收能力中图分类号:T U5281572文献标识码:A1　研究背景水利工程是我国的一项基础产业工程,目前我国正在大规模、高速度地进行水利开发,2008年第四季度国家新增200亿元中央水利建设投资加快水利基础设施建设。

聚乙烯醇纤维增韧水泥基复合材料研究进展徐涛智;杨医博;梁颖华;郭文瑛【期刊名称】《混凝土与水泥制品》【年(卷),期】2011(000)006【摘要】聚乙烯醇纤维增韧水泥基复合材料(Polyvinyl alcohol Fiber-Engineered Cementitious Composites简称PVA-ECC)是一种拉伸变形性能优异的水泥基复合材料,是通过断裂力学和微观力学原理对材料体系进行系统设计和优化得到的复合材料.本文介绍了国内外PVA-ECC的研究情况,并对国产PVA纤维无法应用于PVA-ECC的原因以及.PVA-ECC直接拉伸实验方法两个亟待解决的问题进行了论述.【总页数】6页(P39-44)【作者】徐涛智;杨医博;梁颖华;郭文瑛【作者单位】华南理工大学土木工程系,广州,510640;华南理工大学土木工程系,广州,510640;华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室,广州,510640;华南理工大学土木工程系,广州,510640;华南理工大学土木工程系,广州,510640【正文语种】中文【中图分类】TU528.58【相关文献】1.聚乙烯醇纤维水泥基复合材料研究进展 [J], 郑睢宁;张建雷;李立顶;刘鹏飞2.氧化石墨烯调控水化产物增强增韧水泥基复合材料的研究进展 [J], 吕生华;张佳;殷海荣;罗潇倩3.氧化石墨烯调控水化产物增强增韧水泥基复合材料的研究进展 [J], 吕生华;张佳;殷海荣;罗潇倩;4.聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料的抗压强度数值预测方法研究 [J], 刘红彪;李鹏展;张路刚;齐方利;谭林怀;卫宪;刘畅5.聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料研究进展 [J], 熊辉霞;赵文杰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

PVA纤维增强水泥基复合材料假应变硬化及断裂特性研究共3篇PVA纤维增强水泥基复合材料假应变硬化及断裂特性研究1 PVA纤维增强水泥基复合材料假应变硬化及断裂特性研究复合材料是一种由两种或两种以上材料组合而成的新型材料。

在工程领域，常常使用纤维增强复合材料（FRC）来替换传统材料，以提高材料的力学性能。

而PVA纤维增强水泥基复合材料（PFRC）则是一种新型的FRC材料。

本研究采用PFRC材料为研究对象，考察了其假应变硬化及断裂特性。

首先，我们介绍PFRC材料的组成。

PFRC材料由水泥、砂、水、聚乙烯醇（PVA）纤维等多种材料组成，其中PVA纤维作为增强体起到支撑水泥基材料的作用。

研究表明，PVA纤维具有良好的柔韧性，可以增加PFRC材料的韧性和耐久性。

接着，我们介绍假应变硬化的概念。

在PFRC材料中，由于PVA纤维的作用，材料在受力时会发生一定量的应变，但是当应力达到一定的数值后，材料的应变就呈现出硬化的现象，即应变不再增加。

然而，经过实验测算，我们发现在PFRC材料中，这种应变硬化是一种“假”应变硬化，因为当应力分布不均匀时，该材料的应变并不是真的硬化。

在接下来的实验中，我们测量了PFRC材料在不同应力水平下的应变和应力数据，并按照负荷史和最大负荷史分别统计了材料的最大应力和断裂延伸能。

结果显示，在低应力范围内，PFRC材料的应变硬化越明显，而在高应力范围内应变硬化就逐渐减弱。

此外，当PVA纤维含量增加时，PFRC材料的断裂延伸能也有所提高。

最后，我们讨论了PFRC材料的断裂特性。

PFRC材料断裂时呈现出典型的拉伸断裂模式，同时材料表面会出现很多细小的裂纹。

我们还测量了材料的断裂延伸能，发现PFRC材料的断裂延伸能与应变硬化程度呈正相关关系。

这表明，PFRC材料在接受外部力的时候，在一定应力水平下具有很好的韧性和延展性。

综上所述，本研究通过对PFRC材料的假应变硬化及断裂特性研究，深入分析了PFRC材料的性能和特点，为PFRC材料在工程领域中的应用提供了一定的参考价值综合本研究结果表明，PFRC材料具有明显的应变硬化特征，但是这种硬化并非真实存在，而是受到应力分布不均匀的影响。

聚乙烯醇纤维增强混凝土力学性能数值模拟分析摘要：聚乙烯醇纤维增强混凝土（FRC）具有优异的抗裂、抗渗、抗冻融性能，被广泛应用于结构工程中。

本文通过数值模拟的方法，研究了聚乙烯醇纤维在混凝土中的力学性能，包括抗拉强度、抗折强度、抗压强度等，并对比了普通混凝土和聚乙烯醇纤维增强混凝土的性能差异。

研究结果表明，聚乙烯醇纤维的加入能够显著提高混凝土的力学性能，增强其抗裂能力，提高其耐久性，从而保障结构工程的安全可靠。

一、引言混凝土作为一种广泛应用于结构工程中的材料，其强度和耐久性一直是工程师们关注的焦点。

随着科学技术的不断进步和材料学的发展，人们对混凝土的要求也越来越高。

传统混凝土在抗裂能力、抗渗性能和抗冻融性能等方面存在一定的不足。

为了改善混凝土的性能，研究者们开始开发新的材料和工艺。

聚乙烯醇纤维作为混凝土增强材料的一种，具有很高的纤维强度和柔软性，能够有效提高混凝土的力学性能和耐久性。

二、聚乙烯醇纤维增强混凝土的性能研究1. 抗拉强度为了研究聚乙烯醇纤维对混凝土抗拉强度的影响，我们采用了数值模拟的方法。

通过在混凝土中添加不同比例的聚乙烯醇纤维，对比分析了不同纤维含量下混凝土的抗拉强度。

模拟结果显示，随着聚乙烯醇纤维含量的增加，混凝土的抗拉强度逐渐提高。

这是因为聚乙烯醇纤维能够有效抵抗混凝土受力时的裂纹扩展，增强了混凝土的延展性，提高了其抗拉强度。

2. 抗折强度同样地，我们也研究了聚乙烯醇纤维对混凝土抗折强度的影响。

通过数值模拟分析，发现聚乙烯醇纤维的加入能够显著增强混凝土的抗折性能。

与普通混凝土相比，聚乙烯醇纤维增强混凝土的抗折强度增加了20%以上。

这是因为聚乙烯醇纤维的存在能够有效阻碍裂纹的扩展，提高混凝土的承载能力。

3. 抗压强度混凝土的抗压强度是评价其力学性能的重要指标之一。

我们利用数值模拟的方法研究了聚乙烯醇纤维对混凝土抗压强度的影响。

模拟结果显示，聚乙烯醇纤维的加入能够显著提高混凝土的抗压强度。