中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院，北京 100083
纤维在基体中的分布和取向情况对高延性水泥基材料(ECC)的应变硬化、多缝开裂、裂缝自愈合等特征具有显著影响。在归纳近年来有关ECC纤维分布研究的基础上，简要介绍了纤维分布的表征参数和方法，从微观和宏观的层面详细阐述了纤维分布对ECC材料力学性能的影响，从纤维本体特征、基材特征及成型工艺等3个方面重点分析了ECC纤维分布的关键影响因素。最后，对目前ECC纤维分布研究中存在的问题进行评述，并提出了对未来研究的建议。
高延性水泥基复合材料 纤维分布 力学性能 影响因素 engineered cementitious composites fiber distribution mechanical properties influencing factors
1 广西新发展交通集团有限公司, 南宁 530028
2 广西大学土木建筑工程学院, 南宁 530004
3 广西大学广西防灾减灾与工程安全重点实验室, 南宁 530004
4 广西大学工程防灾与结构安全教育部重点实验室, 南宁 530004
5 广西交科集团有限公司, 南宁 530007
通过玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)筋/高延性水泥基复合材料(ECC)的中心拉拔试验, 分析了分级粒径ECC和BFRP筋表面形式及直径对BFRP筋/ECC粘结性能及粘结-滑移曲线的影响。结果表明,BFRP筋/ECC的破坏模式分为BFRP筋拔出破坏和BFRP筋拉伸破坏。选取BFRP筋/ECC粘结-滑移曲线中的残余波浪段各峰值应力点, 采用拟合直线斜率的绝对值|k|表征ECC对BFRP筋横肋的磨损程度, 当|k|值≥0.144时, BFRP筋横肋会被完全磨损, 当|k|值＜0.144时, BFRP筋横肋会被磨损至与填充其凹陷的ECC齐平。BFRP筋/ECC的平均粘结强度随骨料粒径的变化并不显著, 分级粒径ECC可使BFRP筋/ECC的平均粘结强度提高3.2%~9.6%, 采用骨料粒径为0.15~0.3 mm的BFRP筋/ECC粘结性能最优。BFRP筋的直径越大, BFRP筋/ECC的平均粘结强度越小, BFRP筋直径为12 mm的BFRP筋/ECC平均粘结强度与BFRP筋直径为8 mm、10 mm的BFRP筋/ECC相比降低分别约8.2%、4.4%。采用浅螺纹BFRP筋的BFRP筋/ECC, 平均粘结强度下降83.7%, 但其整体粘结应力变化较为平稳, 对ECC和BFRP筋的损伤程度均最小。减小BFRP筋直径、ECC骨料粒径, 或BFRP筋/ECC自由端处BFRP筋的肋深, 有助于提高BFRP筋/ECC的粘结性能及稳定性。
高延性水泥基复合材料 粒径 粘结滑移 拉拔试验 界面破坏 BFRP BFRP engineering cementitious composite particle size bond-slip pull-out test interface failure
1 东南大学材料科学与工程学院，南京 211189
2 江苏省土木工程材料重点实验室，南京 211189
3 先进土木工程材料协同创新中心，南京 211189
基于单丝短切纤维在细观尺度从硬化基体中拔出的特性，考虑了界面化学键、潜在纤维脱黏断裂、潜在纤维滑移断裂和滑移硬化界面特性，对高延性水泥基复合材料(HDCC)设计理论的裂纹桥联应力-裂纹张开关系(σB-δ σB-δ关系)进行了系统分析和理论推导，并建立了σB-δ 关系模型。通过实验测试数据对建立的模型进行了验证，发现σB-δ 关系模型预测的有关复合材料特性，如抗拉强度和破坏后平均裂纹张开度与实验结果具有良好的一致性。
高延性水泥基复合材料 裂纹桥联σB-δ 张开关系 细观力学 断裂力学 微结构参数 high ductility cementitious composite crack bridging stress-crack opening relationship micromechanics fracture mechanics microstructure parameter
