工程用水泥基复合材料(Engineered Cementitious Composites,ECC)是一种新型的具有超强韧性的乱向分布短纤维增强水泥基复合材料。ECC材料与普通混凝土材料不同之处在于其极限拉伸应变能达到3%以上,同时ECC材料在其硬化后有明显的应变硬化特征和多缝开裂特点,并且能够有效的控制裂缝的宽度。由于PVA材料与水泥具有较好亲和力,通常采用PVA纤维制备ECC材料。由于制备ECC材料所需的纤维价格相对昂贵,所以一般情况下ECC不单独使用或ECC多用于对结构的加固补强中。本文根据东南大学的王兴刚[1]提出的功能梯度混凝土这一概念,将ECC材料与普通混凝土叠合在了一起。这样,ECC材料与普通混凝土界面之间的粘结性能的好坏变得至关重要。同时,在实际工程中,为了加快施工进度,在早龄期阶段往往就要使混凝土结构处于服役状态,为了使混凝土结构在早期服役阶段具有稳定性的安全性,有必要深入了解早龄期混凝土界面粘结性能的发展规律。本文在国家自然科学基金项目(51308489)的资助下开展了一系列的研究。本文的主要研究工作如下:(1)通过立方体抗压试验和四点弯曲试验研究ECC材料的早期的力学性能,并建议了 ECC材料的早龄期抗压强度公式,同时通过四点弯曲试验反推出ECC材料早期的极限拉伸应变。(2)通过ECC-混凝土试件的劈裂抗拉试验,考察了龄期、混凝土强度等级以及界面处理方式对ECC-混凝土的影响,试验结果显示随着龄期的增长,ECC-混凝土的劈裂抗拉强度有所增加;以界面不作处理为基准,界面采用铺设钢丝网的处理方式会降低其劈裂抗拉强度,界面凹槽处理时会增加其劈裂强度;混凝土强度等级为C40时,对ECC-混凝土材料的劈裂强度提高较大。(3)通过ECC-混凝土试件的双面剪切试验,研究了龄期、混凝土强度等级和界面处理方式对ECC-混凝土层间界面剪切强度的影响,试验结果显示ECC-混凝土剪切强度在不同龄期时段的增长速率各不相同;以界面不作处理为基准,当界面采用凹槽处理时能提高混凝土界面剪切性能,界面采用细钢丝网处理会降低混凝土界面剪切性能;ECC-混凝土界面剪切强度大致随着混凝土强度的提高而增大。(4)采用扫描电镜测试研究ECC材料及ECC-混凝土界面处的微观结构特征;试验结果显示ECC材料在早龄期阶段,微观空间发展较为致密,几乎看不到孔洞和裂缝的存在;ECC-混凝土的界面区水化产物结合情况较好,界面区微观结构空间随着龄期的增长更加的致密。各种混凝土强度等级下ECC-混凝土界面结合区的主要水化产物大致相同。在界面采用细钢丝网处理方式下,ECC-混凝土的界面结合区存在较多的孔洞和裂缝;在界面不作特殊处理和界面采用凹槽处理方式下,ECC-混凝土界面区紧密程度随混凝土强度等级的提高而提高。