PVA-鋼混雜纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料梁的彎剪性能試驗(yàn)及數(shù)值模擬

PVA-鋼混雜纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料梁的彎剪性能試驗(yàn)及數(shù)值模擬PVA-鋼混雜纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料梁的彎剪性能試驗(yàn)及數(shù)值模擬

摘要：

PVA-鋼混雜纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)中，可以顯著提高材料的彎剪性能。本研究旨在通過試驗(yàn)和數(shù)值模擬分析，探究PVA-鋼混雜纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料梁的彎剪性能，為結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞：PVA-鋼混雜纖維；水泥基復(fù)合材料；梁；彎剪性能；試驗(yàn)；數(shù)值模擬

1引言

鋼筋混凝土是目前廣泛應(yīng)用于工程結(jié)構(gòu)的一種重要材料。然而，它在某些方面存在局限性，如易受到開裂、收縮等因素的影響，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的彎剪性能下降。為了解決這一問題，研究者們開始探索添加纖維增強(qiáng)材料到混凝土中的方法，以提高材料的抗裂能力和彎剪性能。

2試驗(yàn)方法

2.1材料準(zhǔn)備

本試驗(yàn)選用PVA纖維和鋼纖維作為增強(qiáng)材料，水泥為基體材料。PVA纖維具有良好的韌性和抗裂能力，而鋼纖維則具有良好的承載能力和抗拉強(qiáng)度。

2.2試樣制備

根據(jù)設(shè)計(jì)要求制備一定數(shù)量的梁試樣，尺寸為長(zhǎng)300mm、寬100mm、高50mm。

2.3試驗(yàn)方法

采用萬能材料試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行彎剪試驗(yàn)，加載速度為2mm/min。同時(shí)，通過電子顯微鏡對(duì)斷裂面進(jìn)行觀察和分析，以了解纖維的斷裂狀態(tài)。

3結(jié)果與分析

3.1彎剪試驗(yàn)結(jié)果

對(duì)試樣進(jìn)行彎剪試驗(yàn)后，得到了荷載-位移曲線。從曲線上可以看出，PVA-鋼混雜纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料梁的彎剪性能明顯優(yōu)于普通混凝土梁。

3.2斷裂面觀察

通過電子顯微鏡觀察試樣斷裂面，可以看到PVA和鋼纖維相互交織，形成一種三維纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)可以有效地阻止裂縫的擴(kuò)展，從而提高材料的彎剪性能。

4數(shù)值模擬

利用有限元軟件對(duì)試驗(yàn)過程進(jìn)行數(shù)值模擬。在模擬中，考慮了材料的彈性模量、抗拉強(qiáng)度等參數(shù)，并將試驗(yàn)中測(cè)得的應(yīng)力應(yīng)變曲線用作加載條件，計(jì)算了試樣的受力性能。

5結(jié)論

本研究通過試驗(yàn)和數(shù)值模擬，探究了PVA-鋼混雜纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料梁的彎剪性能。結(jié)果表明，PVA-鋼混雜纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料能顯著提高混凝土結(jié)構(gòu)的彎剪性能，具有很大的應(yīng)用前景。

通過對(duì)PVA-鋼混雜纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料梁的彎剪試驗(yàn)和斷裂面觀察，我們發(fā)現(xiàn)這種材料具有顯著的彎剪性能優(yōu)勢(shì)。與普通混凝土梁相比，PVA-鋼混雜纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料梁能夠有效地阻止裂縫的擴(kuò)展，形成了一種三維纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。數(shù)值模擬結(jié)果也驗(yàn)證了試驗(yàn)的有效性。因此，PVA-鋼混雜纖維增強(qiáng)