D0I:10.13374/i.issm1001053x.2011.2.019 第33卷第2期 北京科技大学学报 Vo133N92 2011年2月 Journal ofUniversity of Science and Technobgy Bejjing Feb 2011 高韧性纤维增强水泥基复合材料的收缩变形 邓宗才薛会青 北京工业大学城市与工程安全减灾省部共建教有部重点实验室，北京10124 通信作者，Ema时xehu内n题006@mai能bjte业m 摘要通过试验研究了砂灰比、水灰比、纤维种类和减缩剂对高韧性纤维增强水泥基复合材料（℃）收缩变形的影响.结 果表明：随着砂灰比的增大，CC收缩应变值逐渐减小；随着水灰比的增大.C收缩应变值逐渐增大：国产VA纤维对控制 ECC早期收缩变形有较明显的效果而日本产的高弹性模量PVA纤维对控制C后期收缩变形效果显著：水灰比为Q40 时，混杂纤维对控制ECC收缩变形的效用比单独掺入国产PVA或日本产VA好：水灰比为O4O时，掺入减缩剂可使EC收 缩应变约减少200X10可见减缩剂控制ECC收缩变形效果显著. 关键词建筑材料：增强混凝土：收缩：水泥：添加剂 分类号TU528043 Shrinkage distortion of fiber reinforced high-ductility cem en titous com posites DENG Zong_cai XUE Huiqing MOE Key Labom ory ofUrban Security/and D isaster Ergineering Beijng University of Technology Beijing 100124 China Correspand ing author Email xuchung006@email but edu cn ABSTRACT The effects of sand-p cementitpus materials ratp(SC).water p cemen titpusmaterals ratio (W/C)fiber species and using a reductio additive on the shrnkage d isortion of fiber renforced hgh-ductility cementitpus cam posites(ECC)were investi gaed Experin en al results show that the shrinkage stran ofECC reduces with increasng S/C and enargesw it ncreasingW/C Chi nese PVA fibers effectively con tol the early snge shrinkage distortion of ECC but Japanese PVA fibers ofh gh Young smolulus have great effect on the fnal stage shrnkage d is prtion ofECC Hybrd fbers can beter control the shrnkage d isprtion ofECC han Chinese or Japanese PVA fbers separatelywhen thew/C is0.40 The shrnkage strain probably educes200X 106 by using a reduction addi tive and the reduction add itive can also effectvey con tol the shrnkage distonion ofECC at thew/C ofa 40 KEY WORDS bu ildngmaerials ren prced concree shrinkag cements additives 高韧性纤维增强水泥基复合材料(C○是一种 或桥梁铺装层时，EC收缩变形大，会产生开裂影 在直接拉伸与弯曲荷载下可呈现出多缝开裂和应变 响结构的耐久性⑧-a.因此如何降低ECC的收缩 硬化特性的水泥基复合材料.笔者对ECC单轴拉 变形是工程界十分关注的重要问题.本文试验研究 伸性能进行了系统的试验研究，结果表明C具备 了影响ECC收缩性能的主要因素，提出了降低收缩 高韧性，但CC无粗骨料，水泥浆体含量较大， 变形的方法，开发了新型低收缩变形的EC℃ 收缩变形大.文献[刀对E℃C与普通混凝土的收缩 1试验设计 进行了对比性试验研究，试验发现EC收缩变形值 较大，28增通混凝土干缩应变值达400×106~ 1.1试验材料及配合比 600X10:而E0C干缩应变值达1200×106~ 水泥采用普通PQ42.5水泥砂子为石英砂， 1800×10.若用EC修补桥面、大坝等普通混凝 水取自实验室自来水，减水剂用聚羧酸减水剂，减水 土结构，由于其收缩变形较大，新旧混凝土间会产生 剂占胶凝材料总量的0.5%，减缩剂占胶凝材料的 滑移，影响界面黏结性能：当用EC修筑机场跑道 2%.PVA纤维采用国产UF600上海罗洋新材料公 收稿日期：2010-04-11 基金项目：教育部博士点基金资助项目(N9200800050012)第 33卷 第 2期 2011年 2月 北 京 科 技 大 学 学 报 JournalofUniversityofScienceandTechnologyBeijing Vol.33 No.2 Feb.2011 高韧性纤维增强水泥基复合材料的收缩变形 邓宗才 薛会青 北京工业大学城市与工程安全减灾省部共建教育部重点实验室, 北京 100124 通信作者, E-mail:xuehuiqing2006@emails.bjut.edu.cn 摘 要 通过试验研究了砂灰比、水灰比、纤维种类和减缩剂对高韧性纤维增强水泥基复合材料(ECC)收缩变形的影响.结 果表明:随着砂灰比的增大, ECC收缩应变值逐渐减小 ;随着水灰比的增大, ECC收缩应变值逐渐增大;国产 PVA纤维对控制 ECC早期收缩变形有较明显的效果, 而日本产的高弹性模量 PVA纤维对控制 ECC后期收缩变形效果显著;水灰比为 0.40 时, 混杂纤维对控制 ECC收缩变形的效用比单独掺入国产 PVA或日本产 PVA好;水灰比为 0.40时, 掺入减缩剂可使 ECC收 缩应变约减少 200 ×10 -6 , 可见减缩剂控制 ECC收缩变形效果显著. 关键词 建筑材料;增强混凝土;收缩;水泥;添加剂 分类号 TU528.043 Shrinkagedistortionoffiber-reinforcedhigh-ductilitycementitiouscomposites DENGZong-cai, XUEHui-qing MOEKeyLaboratoryofUrbanSecurityandDisasterEngineering, BeijingUniversityofTechnology, Beijing100124, China Correspondingauthor, E-mail:xuehuiqing2006@emails.bjut.edu.cn ABSTRACT Theeffectsofsand-to-cementitiousmaterialsratio(S/C), water-to-cementitiousmaterialsratio(W/C), fiberspecies andusingareductionadditiveontheshrinkagedistortionoffiber-reinforcedhigh-ductilitycementitiouscomposites(ECC)wereinvesti￾gated.ExperimentalresultsshowthattheshrinkagestrainofECCreduceswithincreasingS/CandenlargeswithincreasingW/C.Chi￾nesePVAfiberseffectivelycontroltheearlystageshrinkagedistortionofECC, butJapanesePVAfibersofhighYoung' smodulushave greateffectonthefinalstageshrinkagedistortionofECC.HybridfiberscanbettercontroltheshrinkagedistortionofECCthanChinese orJapanesePVAfibersseparatelywhentheW/Cis0.40.Theshrinkagestrainprobablyreduces200 ×10 -6 byusingareductionaddi￾tive, andthereductionadditivecanalsoeffectivelycontroltheshrinkagedistortionofECCattheW/Cof0.40. KEYWORDS buildingmaterials;reinforcedconcrete;shrinkage;cements;additives 收稿日期:2010--04--11 基金项目:教育部博士点基金资助项目(No.200800050012) 高韧性纤维增强水泥基复合材料 (ECC)是一种 在直接拉伸与弯曲荷载下可呈现出多缝开裂和应变 硬化特性的水泥基复合材料 .笔者对 ECC单轴拉 伸性能进行了系统的试验研究 ,结果表明 ECC具备 高韧性 [ 1--6] ;但 ECC无粗骨料, 水泥浆体含量较大 , 收缩变形大 .文献[ 7]对 ECC与普通混凝土的收缩 进行了对比性试验研究,试验发现 ECC收缩变形值 较大, 28 d普通混凝土干缩应变值达 400 ×10 -6 ～ 600 ×10 -6 , 而 ECC干缩应变值达 1 200 ×10 -6 ～ 1 800 ×10 -6.若用 ECC修补桥面、大坝等普通混凝 土结构 ,由于其收缩变形较大, 新旧混凝土间会产生 滑移 ,影响界面黏结性能 ;当用 ECC修筑机场跑道 或桥梁铺装层时, ECC收缩变形大 ,会产生开裂, 影 响结构的耐久性 [ 8--12] .因此如何降低 ECC的收缩 变形是工程界十分关注的重要问题 .本文试验研究 了影响 ECC收缩性能的主要因素, 提出了降低收缩 变形的方法,开发了新型低收缩变形的 ECC. 1 试验设计 1.1 试验材料及配合比 水泥采用普通 P·O42.5 水泥, 砂子为石英砂, 水取自实验室自来水,减水剂用聚羧酸减水剂,减水 剂占胶凝材料总量的 0.5%, 减缩剂占胶凝材料的 2%.PVA纤维采用国产 UF600(上海罗洋新材料公 DOI :10.13374/j .issn1001 -053x.2011.02.019