UHTCC性能简介.pdf

超高韧性水泥基复合材料 基本性能与工程应用 研究背景 钢筋混凝土结构破坏实例 冻融循环 钢筋锈蚀 碱骨料反应 地震作用 研究背景  从材料的角度看，导致这些破坏的主要原因 是由于混凝土材料脆性性能的根本缺陷  抗拉强度低 ，易开裂  起裂后应变软化，宏观开裂模式  新材料需要具备的特征：  具有足够的延性  具有优异的裂缝控制能力 超高韧性水泥基复合材料UHTCC ：使用纤维掺量不超过复 合材料总体积2.5%的短纤维增强，采用常规的搅拌工艺浇 筑，硬化后的复合材料具有显著的应变硬化特征，在拉伸荷 载作用下可产生多条细密裂缝，极限裂缝宽度小于0.1mm， 极限拉应变可稳定地达到3 ％以上的水泥基复合材料。 UHTCC基本介绍 超高韧性水泥基复合材料 (Ultra High Toughness Cementitious Composite) ，缩写为 “UHTCC” 。早期 英文名称为 “Engineered Cementitious Composite”缩 写为ECC，最早由密歇根大学的Victor Li教授和麻省理 工的Christopher K.Y. Leung教授采用细观力学和断裂 力学基本原理提出了该材料的基本设计理念。随后该 材料在日本获得了飞快发展和广泛应用，日本称之为 “ Ultra High Performance Fiber Reinforced Cementitious Composite”缩写为 “UHPFRCC”，欧洲 称之为 “Strain Hardening Cementitious Composites” 缩写为 “SHCC”。 UHTCC的突出优点 可将宏观有害裂缝分散为微细无害裂缝，极限应变所对应的裂 缝宽度可有效地控制在0.1mm，甚至是0.05mm 以内；超强的能 量吸收能力；韧性化剪切破坏特征；与钢筋具有良好的变形协 调性；卓越的耐久性与抗疲劳性能；能有效防护结构开裂，提 高结构的抗渗性，有效防止有害离子的侵蚀，极大地提高结构 耐久性，最大限度节约工程运行成本和维修费用。 UHTCC基本介绍  俄罗斯 《大众机械》杂志2007年撰文将 其列为使人类生活更加美好的十大科技 新技术之首，紧随其后的为相变内存， 汽车智能一体化，可印制太阳能板，防 伪护照，人体局域网，等离子电弧汽化 技术，网络视频技术，聪明药丸，云计 算技术。 PVA纤维的特性 聚乙烯醇纤维 （PVA），其适用于UHTCC的特点有： 高的抗拉强度和弹性模量； 高的伸长率； 与波特兰水泥有良好的化学相容性； 化学分子式 亲水性好，可均匀分散在水泥基质中； 与水泥基体有良好的粘结性； 耐酸碱性好，适用于各种等级的 水泥，高的耐久性； 较高的耐气候性、对环境无害。 长度 直径 抗拉强度 伸长率 抗拉弹性模量 密度 3 (mm) (μm)