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应变硬化水泥基复合材料(Strain Hardening Cementitious Composites,简称SHCC)在单轴拉伸荷载作用下具有应变硬化和多微缝开裂特性,极限拉应变可达3%~7%。其优越的抗拉性能和超强韧性显著改变了传统水泥基材料脆性大、易开裂的缺陷,使其成为近年来的研究热点之一。本文通过试验研究和理论分析,对SHCC的基本力学性能开展了较为系统的研究,主要包括以下内容及要点: 1.减水剂掺量对SHCC流动度的影响:通过在不同配合比SHCC拌合物中加入不同掺量的减水剂,测试减水剂掺量对SHCC流动性能的影响,获得了不同减水剂掺量下,各配合比SHCC流动度的变化情况。 2. SHCC单轴拉伸性能试验研究:通过改变砂的颗粒级配(最大粒径分别为0.3mm,0.6mm,1.18mm)和砂的种类研究不同配合比SHCC在单轴拉伸荷载作用下的抗拉性能,以确定出抗拉性能好且造价较低的SHCC配合比;然后对所选定的SHCC进行深入研究,得出龄期、纤维种类等因素对SHCC拉伸性能及裂缝发展的影响,最后采用origin软件对28d单轴拉伸应力-应变曲线进行拟合,得出各阶段计算公式,为后期研究提供理论依据。 3. SHCC抗弯性能试验研究:以单轴拉伸试验中所得到的最优配合比为基础,分别对不同龄期(7d,14d和28d)和不同纤维制备的试件进行抗弯性能试验研究,计算不同龄期和不同纤维种类下SHCC的弯曲韧性,分析试验过程中试件弯曲半径的发展情况及各试件的裂缝分布状态,采用origin软件对28d荷载-挠度曲线进行拟合,得出各阶段计算公式,并将其与拉伸应力-应变拟合曲线进行对比分析,找出二者之间的相关关系,确定了采用四点弯曲试验代替轴拉试验来检验此种材料性能的依据。 4. SHCC单轴抗压性能试验研究:以直接拉伸试验中所得到的最优配合比为基础,分别对不同龄期,不同纤维种类和不同试件类型的试件进行单轴压缩试验研究,获得了不同龄期,不同纤维种类下SHCC的压应力-应变曲线及龄期、纤维种类等因素对不同类型试件单轴抗压强度、压应变及裂缝发展的影响。 5. SHCC抗折性能试验研究:采用三点弯曲试验对SHCC棱柱体试件进行抗折性能试验研究,获得了龄期、纤维种类等因素对SHCC抗折强度及裂缝发展的影响规律。