工程建筑
ＰＶＡ纤维水泥基材料力学性能及耐久性研究综述
黄东升，高继祥，代小兵，李博，赖家林
（郑州大学水利与环境学院，河南郑州４５０００１）
摘要：ＰＶＡ纤维水泥基材料作为一种高性能混凝土建筑材料，由于具有良好的力学性能和耐久性能，在工程领域受到了越来越多的关注和使
用。为了深入的了解ＰＶＡ纤维水泥基复合材料的特性及更好的应用于实际工程，科学工作者对ＰＶＡ纤维水泥基复合材料的力学性能和耐久性进行了一
系列的研究，本文系统介绍了国内外对于ＰＶＡ纤维水泥基复合材料力学性能和耐久性研究的情况。
关键词：ＰＶＡ纤维；水泥基材料；力学性能；耐久性
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在水泥基体中加入纤维是提高混凝土的韧性、耐冲击及耐收缩
断裂性的有效途径。合成纤维混凝土的研究及应用开始于２Ｏ世纪６Ｏ年
代，７ｏ年代获得了较大发展。由于合成纤维能有效地控制水泥砂浆及
混凝土的非结构裂缝，８ｏ年代已被大规模地应用于新建工程和修补工 程。传统纤维水泥基复合材料抵抗拉应变的能力普遍不高，近年来为
改变这种脆性的研究取得了一些成果，大都集中在纤维掺量方面。虽
然这样做可以增加材料的断裂韧性，但增加了成本，而且给施工带来
了不便。近年来随着研究的进步，一种高强度、高弹模的聚乙烯醇纤
维成为比较理想的替代品。
１ ＰＶＡ纤维水泥基材料力学性能
聚乙烯醇（ＰＶＡ）纤维是一种具有高抗拉、高弹模，亲水性好，特
别是与波特兰水泥有良好的相容性等特点的新型纤维．薛会青等利用实
验验证ＰＶＡ纤维增强水泥基复合材料的单轴拉伸性能和弯曲韧性。试
验结果表明：ＰＶＡ纤维具有良好的阻裂增韧效用，能够显著提高水泥
基复合材料的抗裂性能和变形能力；ＰＶＡ纤维可明显改善混凝土弯曲
韧性，且ＰＶＡ纤维混凝土的弯曲韧性指数明显高于聚丙烯（ＰＰ）纤维混
凝土。
ＰＶＡ纤维具有化学纤维共有的优点，且价格相对较低，弹性模量
高，但由于其在水泥混凝土领域的研究非常少，因此远未得到充分利
《黄麻-PVA纤维水泥土力学及抗裂性能研究》
黄麻-PVA纤维水泥土力学及抗裂性能研究一、引言
随着建筑行业的快速发展，新型复合材料在土木工程领域的应用日益广泛。黄麻和PVA纤维作为具有优异物理特性的天然纤维，已被广泛应用于增强水泥基材料。本文针对黄麻/PVA纤维水泥土的力学性能及抗裂性能进行研究，旨在为实际工程应用提供理论依据。
二、黄麻/PVA纤维水泥土的制备
本研究所用材料主要包括水泥、黄麻纤维、PVA纤维及土壤。首先，将水泥、土壤按一定比例混合，然后加入黄麻和PVA纤维，搅拌均匀，制备成水泥土试样。
三、力学性能研究
1. 抗压强度
通过在不同掺杂比例下对试样进行抗压强度测试，我们发现黄麻/PVA纤维的加入显著提高了水泥土的抗压强度。随着纤维掺杂比例的增加，试样的抗压强度呈现出先增后减的趋势，存在一个最佳的掺杂比例。
2. 抗拉强度
在抗拉强度测试中，我们发现黄麻/PVA纤维的加入明显提高了水泥土的抗拉性能。与未添加纤维的试样相比，添加了黄麻/PVA纤维的试样在受到拉伸时表现出更好的延展性和韧性。 四、抗裂性能研究
通过观察试样在干湿循环、温度变化等条件下的裂纹扩展情况，我们发现黄麻/PVA纤维的加入有效抑制了水泥土的裂纹扩展。这主要归因于纤维在水泥土中形成的三维网络结构，增强了材料的内聚力，从而提高了抗裂性能。
五、结论
本研究表明，黄麻/PVA纤维的加入显著提高了水泥土的力学性能和抗裂性能。这为新型复合材料在土木工程领域的应用提供了有力的理论依据。在实际工程中，可根据具体需求调整黄麻和PVA纤维的掺杂比例，以获得最佳的力学性能和抗裂性能。此外，本研究还为进一步优化复合材料的配方和工艺提供了指导。
六、展望
尽管本研究取得了一定的成果，但仍有许多问题值得进一步探讨。例如，不同种类和规格的纤维对水泥土性能的影响、纤维与水泥土之间的界面性能等。未来研究可围绕这些问题展开，以期为新型复合材料在土木工程领域的应用提供更多有益的参考。
ECC研究进展与应用：综述
摘要：ecc是engineered cementitious composites的简称，是一种具有超强韧性的乱向分布短纤维增强水泥基复合材料。ecc不同于普通的纤维增强混凝（frc），它是一种经细观力学设计的先进材料，具有应变一硬化特性，在纤维体积掺量小于2%的情况下，其极限拉应变通常在3%—7%的范围内。经过大量的试验与研究表明，ecc材料具有很多优良的性能，能够适用于土建工程中的很多领域。
关键字：ecc；韧性；应用
一、引言
近年来，我国国民经济得到了长足的发展，同时对公路事业的发展也提出了更高的要求，带动了高等级公路在我国的蓬勃发展。水泥混凝土路面因具有强度高，稳定性好，持久耐用和养护费用低等优点而被广泛使用。但是，水泥基材料在工程中还出现了诸多的问题，主要有两个方面：（1）极限荷载条件下的脆性破坏，如剥落、破碎等，均与混凝土低韧性密切相关 ；（2）正常工作状态下的破坏，如混凝土裂纹扩展导致有害离子引入，引发混凝土及钢筋的破坏。因此，要发展绿色高性能甚至超高性能混凝土就要求混凝土既要有足够的强度，又要有良好的延性，以及必要的耐久性。
二、ecc发展概况
新型的超强韧性纤维混凝土ecc（ engineered cementitious
composites）是以水泥、砂、水、矿物掺合料和化学外加剂构成基体，用纤维体积掺量低于 3% 高强高弹模短纤维做增韧材料，硬化后具有应变–硬化和多重稳定开裂特征的新型高性能纤维增韧水泥基复合材料。该水泥基复合材料是基于微观物理力学原理优化设计的具有应变硬化特性和多缝开裂特征的一种新型工程用水泥基复合材料.这种复合材料是在二十世纪九十年代由美国密歇根大学的li.v.c提出来的。试验研究已经证实它的应变能力可达几个百分点，最高可达6%，耗能能力是常规纤维混凝土的几倍，抗压强度在高强混凝土范围之内，是一种具有很大应变-硬化性能的复合材料。
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ECC材料的研究及应用情况
作者：杨昕砀
来源：《卷宗》2017年第15期
摘 要：ECC是Engineered Cementitious Composites的简称，是一种乱向分布纤维增强水泥基复合材料，具有良好的物理力学性能，在安全性、耐久性、适用性等方面有着优异的性能，可以很好的解决传统混凝土由于易脆性、弱拉伸性而导致的各种缺陷，在桥梁道路施工、结构加固补强等方面有着优良的应用前景。
关键词：ECC；抗拉性能；应变硬化；工程应用
混凝土是工程建设中用量较大的建筑材料之一，然而，混凝土抗拉强度低、韧性差等缺点限制了混凝土在工程中的应用。随着社会和经济的发展，为了确保人造设施和自然环境的和谐共处，需要混凝土材料满足高延展性、高耐久性和可持续性的要求。因此，对高性能混凝土的研究成为工程中迫切的需要。提高混凝土性能的关键是提高混凝土的抗拉强度、韧性及在各种荷载作用下的裂缝控制能力，目前国内外就高性能混凝土的研究重点是在水泥基混凝土中添加适当的外加填料，以改善混凝土的变形能力[1]
1 ECC材料的发展现状
1.1 ECC材料的提出
美国密歇根大学高等混凝土材料实验室在上世纪90年代早期率先提出了ECC这种具有超高韧性的水泥基复合材料。ECC是基于细观力学设计具有超强韧性的乱向分布短纤维增强水泥基复合材料，主要以水泥、矿物掺合料以及平均粒径不大于0.15mm的石英砂作为基体，用PE纤维（聚乙烯纤维）或PVA纤维（聚乙烯醇纤维）做增强材料，在纤维体积掺量为2%左右的情况下，其极限拉应变能达到3%以上，具有明显的应变-硬化特性及多缝开裂现象[2]。
1.2 ECC材料的性能
1.2.1 ECC抗拉性能
ECC与普通混凝土相比最大的优点是它的抗拉性能，图1展示的是一个典型的ECC单轴受拉应力应变曲线。在初始裂缝生成之后，ECC进入塑性变形阶段，其间的应变-硬化过程伴随着微裂缝的不断生成及发展，最终的极限拉应变超过了5%，几乎是普通混凝土的500倍。随着荷载的增长，在基体中最大初始缺陷尺寸所在截面上首先开始出现裂缝，第一条裂缝出现后，对应试件的承载能力经历瞬间下降后马上恢复，裂缝宽度很快稳定在一个很细的尺寸上，之后出现第二条裂缝，如此重复多次，试件上最终呈现基本均匀分布的多条细密裂缝，每条裂缝的宽度接近，即使在极限荷载时（应变为5%），裂缝宽度能够保持在60μm，当应变小于1%时，裂缝宽度更小[3]。 龙源期刊网
