+高级检索
首页 > 过刊浏览>2022年第25卷第9期 >976-983. DOI:10.3969/j.issn.1007-9629.2022.09.013
PDF HTML阅读 XML下载 导出引用 引用提醒
PE/PVA纤维海砂ECC的拉伸性能与本构模型
作者:
作者单位:

1.广西大学 土木建筑工程学院，广西 南宁 530004;2.华蓝设计(集团)有限公司，广西 南宁 530011;3.广西交科集团有限公司，广西 南宁 530007;4.广西大学 广西防灾减灾与 工程安全重点实验室，广西 南宁 530004;5.广西大学 工程防灾与结构安全教育部重点实验室， 广西 南宁 530004;6.广西新发展交通集团有限公司，广西 南宁 530028

作者简介:

姚淇耀（1996—），男，广西钦州人，广西大学硕士生. E-mail：503527379@qq.com

通讯作者:

滕晓丹（1984—），女，广西南宁人，广西大学讲师，硕士生导师，博士.E-mail：xdteng@gxu.edu.cn

中图分类号:

TU528.58

基金项目:

国家自然科学基金资助项目 （11962001）；中国博士后科学基金资助项目 （2018M633298）；广西科技计划项目 （桂科AB17292032）；广西自然科学基金资助项目（2018GXNSFBA138060）


Tensile Properties and Constitutive Model of PE/PVA Fiber Sea Sand ECC
Author:
Affiliation:

1.School of Civil Engineering and Architecture， Guangxi University， Nanning 530004， China;2.Hualan Design & Consulting Group， Nanning 530011， China;3.Guangxi Transportation Science & Technology Group Co.， Ltd.， Nanning 530007， China;4.Key Laboratory of Disaster Prevention and Structural Safety of Ministry of Education， Guangxi University， Nanning 530004， China;5.Guangxi Key Laboratory of Disaster Prevention and Engineering Safety， Guangxi University， Nanning 530004， China;6.Guangxi Xinfazhan Communications Group Co.， Ltd.， Nanning 530028， China

  • 摘要
    • |
  • 图/表
    • |
  • 访问统计
    • |
  • 参考文献 [18]
    • |
  • 相似文献
    • | | |
  • 文章评论
    摘要:

    以纤维类型及其体积分数为变量，通过单轴拉伸试验，研究了海砂工程水泥基复合材料（SECC）的单轴拉伸性能，并基于现有工程水泥基复合材料（ECC）的拉伸本构模型，阐述了SECC的稳态开裂机理，提出以强化段与软化段描述SECC拉伸应力-应变关系的波动上升段和下降段，得到了新的适用于SECC的拉伸本构模型.结果表明：纤维体积分数为1.5%的聚乙烯（PE）纤维/SECC表现出饱和多缝开裂的应变硬化行为，其延性可达到3.99%；提出的SECC拉伸本构模型计算结果可准确描述具有稳态开裂行为SECC的拉伸应力-应变关系.

    Abstract:

    Taking the fiber type and its volume fraction as variables， the uniaxial tensile properties of sea sand engineered cementitious composites（SECC） were studied through uniaxial tensile test. Based on the existing tensile constitutive model of engineered cementitious composites（ECC）， the steady-state cracking mechanism of SECC was expounded. The fluctuating rising and falling segments of the tensile stress-strain curves of SECC were attributed to the strengthening and softening， and a new tensile constitutive model suitable for SECC was obtained. The results show that polyethlene （PE） fiber/SECC with 1.5% fiber volume fraction exhibits the strain hardening behavior of saturated multi-crack， and the ductility can reach 3.99%. The proposed SECC tensile constitutive model can accurately describe the tensile stress-strain relationship of SECC with steady cracking behavior.

    表 5 强化系数k和衰减系数α的取值Table 5 Values of strengthening coefficient k and attenuation coefficient α
    图1 粉煤灰、偏高岭土和硅砂的粒度曲线Fig.1 Particle size distributions of fly ash， metakaolin and silica sand
    图2 单轴拉伸试验试件示意图Fig.2 Schematic diagram of uniaxial tensile test specimens （size： mm）
    图3 SECC的拉伸应力-应变曲线Fig.3 Tensile stress-strain curves of SECC
    图4 SECC破坏形式Fig.4 Failure modes SECC
    图5 SECC拉伸断面的SEM图Fig.5 SEM images of tensile section of PE/SECC specimens
    图6 ECC的双线模型及其在1.5PE/SECC中的应用Fig.6 Bilinear models of ECC and its application in 1.5PE/SECC
    图7 SECC受拉应力-应变曲线简化模型Fig.7 Simplified tensile stress-strain curve of SECC
    图8 SECC拉伸本构模型模拟结果与试验曲线对比Fig.8 Comparison between modified results from tensile constitutive model and test curves of SECC
    表 4 SECC的单轴拉伸试验结果Table 4 Results of uniaxial tensile test of SECC
    表 6 SECC试验值与计算值对比Table 6 Comparison between test values and calculated values of SECC
    表 3 SECC中的纤维体积分数、28 d抗压强度和流动度Table 3 Fiber volume fraction， compressive strength at 28 d and fluidity of SECC
    表 1 水泥、粉煤灰和偏高岭土的化学组成Table 1 Chemical compositions of cement， fly ash and metakaolin
    表 2 PE、PVA纤维的物理和力学性能Table 2 Physical and mechanical properties of PE and PVA fiber
    参考文献
    [1] 李庆华， 徐世烺. 超高韧性水泥基复合材料基本性能和结构应用研究进展[J]. 工程力学， 2009（增刊2）：23-67.
    [2] 李祚， 姚淇耀， 朱圣焱， 等.乌兰布和沙漠砂制备高延性水泥基复合材料的力学性能[J]. 硅酸盐通报， 2021， 40（4）：1103-1115.
    [3] 郭伟娜， 张鹏， 鲍玖文， 等. 粉煤灰掺量对应变硬化水泥基复合材料力学性能及损伤特征的影响[J]. 建筑材料学报， 2022， 25（6）：551-557.
    [4] REDON C， LI V C， WU C， et al. Measuring and modifying interface properties of PVA fibers in ECC matrix [J]. Journal of Materials in Civil Engineering， 2001， 13（6）：399-406.
    [5] YU K Q， YU J T， DAI J G， et al. Corrigendum to “development of ultra-high performance engineered cementitious composites using polyethylene （PE） fibers” [J]. Construction and Building Materials， 2019， 216：698.
    [6] LI Y Z， GUAN X C， ZHANG C C， et al. Development of high-strength and high-ductility ECC with saturated multiple cracking based on the flaw effect of coarse river sand [J]. Journal of Materials in Civil Engineering， 2020， 32（11）：04020317.
    [7] HUANG B T， WU J Q， YU J， et al. Seawater sea-sand engineered/strain-hardening cementitious composites （ECC/SHCC）：Assessment and modeling of crack characteristics [J]. Cement and Concrete Research， 2021， 140：106292.
    [8] 朱彬荣， 潘金龙， 周震鑫， 等. 3D打印高延性水泥基复合材料的单轴受拉和受压行为[J]. 硅酸盐学报， 2021， 49（5）：844-854.
    [9] KANDA T， LIN Z， LI V C. Tensile stress-strain modeling of pseudo strain hardening cementitious composites [J]. Journal of Materials in Civil Engineering， 2000， 12（2）：147-156.
    [10] 张聪， 夏超凡， 袁振， 等.混杂纤维增强应变硬化水泥基复合材料的拉伸本构关系[J]. 复合材料学报， 2020， 37（7）：1754-1762.
    [11] LI V C. Performance driven design of fiber reinforced cementitious composites [C]//Proceedings of 4th RILEM International Symposium on Fiber. London：E&FN Spon， 1992： 12-30.
    [12] 姚淇耀， 陆宸宇， 彭林欣， 等. 氯盐侵蚀作用下BFRP筋增强海砂ECC的拉伸及弯曲性能试验[J]. 复合材料学报， 2022， 39（3）：1215-1227.
    [13] YAO Q Y， LI Z， LU C Y， et al. Development of engineered cementitious composites using sea sand and metakaolin [J]. Frontiers in Materials， 2021， 8：711872.
    [14] 曹明莉， 许玲， 张聪. 高延性纤维增强水泥基复合材料的微观力学设计、性能及发展趋势[J]. 硅酸盐学报， 2015， 43（5）：632-642.
    [15] 王振波， 张君， 王庆. 混杂纤维增强延性水泥基复合材料力学性能与裂宽控制[J]. 建筑材料学报， 2018， 21（2）：216-221，227.
    [16] LI V C， WU C， WANG S X， et al. Interface tailoring for strain-hardening polyvinyl alcohol-engineered cementitious composite （PVA-ECC）[J]. ACI Materials Journal， 2002， 99（5）：463-472.
    [17] MAALEJ M， LI V C. Flexural/tensile strength ratio in engineered cementitious composites[J]. Journal of Materials in Civil Engineering， 1994， 6（4）：513-528.
    [18] 李贺东. 超高韧性水泥基复合材料试验研究[D]. 大连：大连理工大学， 2009.
    相似文献
    引证文献
    网友评论
    网友评论
    分享到微博
    发 布
引用本文

姚淇耀,陆宸宇,罗月静,谢政专,滕晓丹.PE/PVA纤维海砂ECC的拉伸性能与本构模型[J].建筑材料学报,2022,25(9):976-983

复制
分享
文章指标
  • 点击次数:193
  • 下载次数: 661
  • HTML阅读次数: 31
  • 引用次数: 0
历史
  • 收稿日期:2021-07-16
  • 最后修改日期:2021-09-29
  • 在线发布日期: 2022-09-30
文章二维码
您是第 2051064 位访问者
主管单位 ：教育部
主办单位 ：同济大学
地址 ：上海市四平路1239号同济大学综合楼1701室
电话 ：021-65981597 传真 ：021-65981597
建筑材料学报 ® 2025 版权所有