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材料导报  2023, Vol. 37 Issue (13): 21080025-8    https://doi.org/10.11896/cldb.21080025
  高分子与聚合物基复合材料 |
高延性水泥基复合材料用短切PVA纤维的长度优选研究
丁聪1, 任金明1, 王永明1, 李新宇1, 俞兵1, 郭丽萍2,*
1 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司,杭州 310000
2 东南大学材料科学与工程学院,南京 211189
Study on PVA Fiber Length Optimization for High Ductility Cementitious Composites
DING Cong1, REN Jinming1, WANG Yongming1, LI Xinyu1, YU Bing1, GUO Liping2,*
1 POWERCHINA Huadong Engineering Corporation Limited, Hangzhou 310000, China
2 School of Materials Science and Engineering, Southeast University, Nanjing 211189, China
下载:  全 文 ( PDF ) ( 12059KB ) 
输出:  BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 为优选高延性水泥基复合材料(HDCC)用短切聚乙烯醇(PVA)纤维的长度,采用6 mm、9 mm、12 mm、18 mm和24 mm五种长度的PVA纤维,在体积掺量为1.0%的情况下制备HDCC,研究PVA纤维长度对HDCC工作性能、力学性能和纤维桥联能力的影响。结果表明:随着纤维长度的增加,HDCC新拌浆体流动性逐渐降低,当纤维长度从6 mm增加到9 mm时浆体流动性显著下降39%;纤维的掺入提升了HDCC的抗压、抗折强度,但其增幅与纤维长度相关性不大;掺入18 mm纤维制备的HDCC展现出最高的弯曲强度,而掺入9 mm纤维制备的HDCC展现出最高的跨中挠度和弯曲耗能;随着纤维长度的增加,纤维桥联应力和桥联余能均增大,但由于纤维断裂效应越显著,纤维桥联应力和桥联余能增幅逐渐变缓。基于HDCC工作性能、力学性能以及纤维桥联能力的试验与计算结果,9 mm长度的PVA纤维是较为合适的选择。
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丁聪
任金明
王永明
李新宇
俞兵
郭丽萍
关键词:  高延性水泥基复合材料(HDCC)  纤维长度  工作性能  力学性能  桥联能力    
Abstract: In order to optimize the PVA fiber length for high ductility cementitious composites (HDCC), the PVA fibers with 6 mm, 9 mm, 12 mm, 18 mm and 24 mm were adopted in this study, then the effects of PVA fiber length on the workability, mechanical properties and bridging abilities of HDCC were investigated. Results showed that the fluidity of fresh HDCC decreased gradually with the increase of fiber length, and the fluidity significantly decreases 39% when the fiber length increases from 6 mm to 9 mm. The compressive strength and flexural strength of HDCC increase with the addition of fiber, but it has little correlation with the fiber length. HDCC with 18 mm fibers showed the highest bending strength, while HDCC with 9 mm fibers showed the highest mid-span deflection and bending energy consumption. Micromechanical analysis shows that with the increase of fiber length, the fiber bridging abilities are stronger, the increase of fiber bridging stress and complementary energy gradually slows down due to seriously ruptured effect of fibers. Based on the test and calculation results of HDCC working properties, mechanical properties and fiber bridging capacity, the more appropriate choice of 9 mm fibers is obtained.
Key words:  HDCC    fiber length    working performance    mechanical property    bridging ability
发布日期:  2023-07-10
ZTFLH:  TU528  
基金资助: 浙江省自然科学基金(LTGS23E090002);国家自然科学基金(51778133);华东勘测设计研究院有限公司201科技项目(KY2021-ZD-01)
通讯作者:  *郭丽萍,东南大学材料科学与工程学院教授、博士研究生导师,入选2015年度江苏省第十二批“六大人才高峰”项目、2018年度江苏省第五期“333工程”第三层次人才。2002年9月至2008年6月,在东南大学获得材料学专业工学硕士学位和工学博士学位;2007年1月至2008年2月,以国家留学基金委公派联合培养博士生身份赴意大利帕尔马大学土木工程系留学一年;博士毕业后留校任教。担任中国混凝土与水泥制品协会教育与人力资源委员会副理事长、RILEM TC-SRT委员会委员、RILEM中国分会理事、中国土木工程学会纤维混凝土委员会委员等。研究工作主要围绕新型纤维混凝土的基础理论和应用研究以及水泥基复合材料的耐久性研究。主持包括国家自然科学基金青年和面上项目、973项目专题、教育部博士点基金、中国铁路总公司重点课题和企业合作等项目10余项。以第一作者和通信作者在国内外学术期刊上发表论文70余篇,其中SCI收录18篇;申请国家发明专利40余项,其中授权13项。获教育部科技进步二等奖1项(第一完成人)、中国铁道学会铁道科技二等奖1项(第一完成人)。guoliping691@163.com。   
作者简介:  丁聪,2013年6月、2016年6月、2021年3月分别于安徽工业大学获得工学学士学位、东南大学获得工学硕士和工学博士学位,2021年4月入职中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司从事博士后工作。目前主要从事绿色低碳高延性水泥基复合材料设的计与制备研究。
引用本文:    
丁聪, 任金明, 王永明, 李新宇, 俞兵, 郭丽萍. 高延性水泥基复合材料用短切PVA纤维的长度优选研究[J]. 材料导报, 2023, 37(13): 21080025-8.
DING Cong, REN Jinming, WANG Yongming, LI Xinyu, YU Bing, GUO Liping. Study on PVA Fiber Length Optimization for High Ductility Cementitious Composites. Materials Reports, 2023, 37(13): 21080025-8.
链接本文:  
http://www.mater-rep.com/CN/10.11896/cldb.21080025  或          http://www.mater-rep.com/CN/Y2023/V37/I13/21080025
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