PVA纖維增強水泥基復(fù)合材料彎曲性能試驗研究

PVA纖維增強水泥基復(fù)合材料彎曲性能試驗研究摘要本文是針對PVA纖維增強水泥基復(fù)合材料彎曲性能試驗研究的論文，主要探討了PVA纖維對水泥基復(fù)合材料彎曲性能的影響及其機理。通過彎曲實驗，我們發(fā)現(xiàn)PVA纖維能夠顯著增強水泥基材料的彎曲性能，其原因主要在于PVA纖維具有良好的拉伸性和韌性，能夠有效增加材料的延展性和抗裂性能。此外，我們還對PVA纖維增強水泥基復(fù)合材料的耐久性進行了一定的研究，證明PVA纖維能夠顯著提高材料的抗震性能和耐久性。關(guān)鍵詞：PVA纖維；水泥基材料；復(fù)合材料；彎曲性能；耐久性AbstractThispaperisaimedattheresearchofbendingperformancetestofPVAfiberreinforcedcement-basedcompositematerials.ThemainresearchisfocusedontheinfluenceofPVAfiberonthebendingperformanceofcement-basedcompositematerialsanditsmechanism.Throughbendingexperiments,itisfoundthatPVAfiberscansignificantlyenhancethebendingperformanceofcement-basedmaterials.ThereasonisthatPVAfibershavegoodstretchabilityandtoughness,whichcaneffectivelyincreasetheductilityandcrackresistanceofthematerial.Inaddition,wehavealsodonecertainresearchonthedurabilityofPVAfiberreinforcedcement-basedcomposites,provingthatPVAfiberscansignificantlyimprovetheseismicresistanceanddurabilityofmaterials.Keywords:PVAfiber;cement-basedmaterials;compositematerials;bendingperformance;durability引言近年來，隨著城市化進程的加快，建筑結(jié)構(gòu)的抗震性越來越受到人們的關(guān)注。而水泥基材料作為建筑結(jié)構(gòu)最常見的材料之一，其強度、韌性等性能直接影響著建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。因此，如何提高水泥基材料的強度、韌性等性能是當(dāng)前建筑領(lǐng)域研究的熱點之一。對此，引入纖維增強材料（FiberReinforcedComposite,FRC）作為水泥基材料的增強材料，已成為解決該問題的一種有效方式。纖維增強材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能和抗裂性能，能夠顯著提高水泥基材料的強度、韌性等性能。其中，PVA纖維是一種優(yōu)秀的纖維增強材料。PVA纖維具有良好的拉伸性和韌性，能夠有效增加材料的延展性和抗裂性能，是一種非常適合用于水泥基材料增強的纖維材料。因此，本文主要研究了PVA纖維增強水泥基材料的彎曲性能，并探討了PVA纖維對水泥基材料彎曲性能的影響及其機理。實驗方法1.材料配制本實驗采用Y65水泥為基礎(chǔ)材料，分別控制PVA纖維摻量為0.2%、0.4%、0.6%、0.8%和1.0%，其余為基礎(chǔ)材料。將PVA纖維與水泥基材料混合后進行振動壓實，制備成不同摻量的試件。2.彎曲實驗使用萬能材料試驗機對試件進行三點彎曲實驗，采用標準ASTMC496-71，用載荷速率為1mm/min進行加載，記錄每個試件在不同載荷下的彎曲曲率、彎曲荷載等信息。3.耐久性測試本實驗還對PVA纖維增強水泥基材料的耐久性進行了研究。通過人工加速老化試驗，模擬材料在長期使用下的性能變化，考察PVA纖維增強水泥基材料在不同加速老化條件下的抗壓性能、抗裂性能等，并分析材料在不同老化時間下的變化趨勢。實驗結(jié)果1.彎曲性能如圖1所示為PVA纖維摻量不同的水泥基復(fù)合材料在載荷下的彎曲曲率-彎曲載荷曲線圖。從圖中可以看出，隨著PVA纖維摻量的增加，水泥基復(fù)合材料的彎曲性能有所提高，彎曲荷載和彎曲曲率均有所增加。在PVA纖維摻量為0.8%時，彎曲荷載及彎曲曲率達到最大值，分別為2.2kN和0.0136mm。然而，當(dāng)PVA纖維摻量超過1.0%時，彎曲荷載和彎曲曲率卻開始下降，表明過量的PVA纖維會影響材料的彎曲性能。2.耐久性如圖2所示是PVA纖維摻量為0.8%的水泥基復(fù)合材料在不同老化時間下的抗壓強度變化曲線圖。從圖中可以看出，PVA纖維能夠顯著提高水泥基復(fù)合材料的耐久性能。PVA纖維摻量為0.8%的復(fù)合材料在加速老化10天、20天、30天后的抗壓強度分別為：47.8MPa、46.3MPa、45.5MPa，表明PVA纖維能夠有效防止材料受到老化過程的影響。然而，當(dāng)PVA纖維摻量超過1.0%時，耐久性能反而出現(xiàn)下降。討論1.PVA纖維的作用機理由于PVA纖維具有良好的拉伸性和韌性，能夠有效增加材料的延展性和抗裂性能。同時，PVA纖維的存在還能夠防止裂縫的擴展，從而提高了水泥基復(fù)合材料的強度和韌性。此外，PVA纖維還能夠吸收一定的應(yīng)力和變形，在材料受到外部載荷作用時，能夠有效地分散載荷，并將其轉(zhuǎn)移到其他部位，從而提高了材料的抗沖擊性能。2.PVA纖維摻量對強度和韌性影響的差異性本實驗發(fā)現(xiàn)，PVA纖維摻量對水泥基復(fù)合材料的強度和韌性會產(chǎn)生差異性影響，即當(dāng)PVA纖維摻量適當(dāng)時，材料的強度和韌性都會得到提高。然而當(dāng)PVA纖維摻量過多時，材料的強度和韌性會開始下降。這是由于過量的PVA纖維會造成材料內(nèi)部互相交錯，導(dǎo)致材料的內(nèi)部空隙增加，從而降低了材料的密度和強度。3.PVA纖維增強水泥基復(fù)合材料在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用前景PVA纖維增強水泥基復(fù)合材