纤维取向分布对水泥基复合材料力学性能的影响及其评价方法的研究进展

王晨宇; 韦经杰; 龙武剑; 董必钦

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摘要

纤维增强水泥基复合材料是以水泥净浆、砂浆或混凝土为基材,外掺钢纤维、聚乙烯醇纤维或碳纤维等纤维,从而提升基材力学性能和耐久性能的一种新型水泥基复合材料。基于纤维增强基体理论,当纤维均匀分布且取向平行于基体受力方向时,其在微观层面能有效抑制因水泥基复合材料内部拉应力低而产生的微裂缝,同时传递裂缝间的应力以防止其进一步发展;在宏观层面,纤维可显著提高水泥基复合材料的抗拉抗弯强度及延性。然而,纤维的类型、长径比和掺量以及施工工艺等因素均会影响纤维在基体中取向分布,严重削弱其在微裂缝间的桥接作用,增加其掺量。这不仅对水泥基复合材料的抗拉抗弯强度、韧性增强效果等工作性能造成不利影响,而且提高其生产成本,极大限制其应用。基于国内外学者对纤维取向分布与水泥基复合材料的力学性能之间的关系的大量探究,本文系统阐述了纤维取向和空间分布对水泥基复合材料力学性能的影响,总结了影响纤维取向分布的主要因素,同时介绍了评价纤维在基体中取向分布情况的各类检测手段,并分析了不同检测手段的优劣性,最后论述了当前纤维取向分布预测模型的发展现状。本文可为调控纤维在水泥基复合材料取向分布、提升结构的抗拉抗弯强度及韧性、降低纤维增强水泥基复合材料的生产成本的相关研究提供参考。

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来源
《材料导报》 |2022年第15期|48-60|共13页
作者
王晨宇; 韦经杰; 龙武剑; 董必钦;
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作者单位

深圳大学土木与交通工程学院;

广东省滨海土木工程耐久性重点实验室;

滨海城市韧性基础设施教育部重点实验室;

密苏里科技大学土木建筑与环境工程系;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类混凝土及混凝土制品;
关键词
纤维增强; 取向分布; 力学性能; 桥接作用; 表征方法;

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