鲍文博
, 李维, 底高浩, 黄志强, 余芳
沈阳工业大学建筑与土木工程学院 沈阳 110870
BAO Wenbo, LI Wei, DI Gaohao, HUANG Zhiqiang, YU Fang
文献标识码: TU502
文章编号: 1005-3093(2018)12-0905-08
通讯作者:
收稿日期: 2018-02-12
网络出版日期: 2018-12-25
版权声明: 2018 《材料研究学报》编辑部 《材料研究学报》编辑部
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作者简介 鲍文博,男,1958年生,博士
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摘要
使用尾矿砂替代ECC中的细骨料,借鉴ECC技术制备了尾矿砂替代天然砂的比率达50%的纤维增强尾矿砂水泥基复合材料(FRTCC),采用立方体抗压、直接拉伸、薄板弯曲和双面剪切等不同加载模式的实验系统研究了FRTCC的压缩、拉伸、弯曲和剪切韧性以及PVA纤维的增韧机制,以及PVA纤维掺量和水胶比对FRTCC延性的影响。提出了完全韧性比的概念和定义,并采用韧性比和韧性指数双特征参数表征了FRTCC的韧性。结果表明,这种材料具有环保和延性双重特征。PVA掺量与水胶比存在着交互作用,对FRTCC的韧性有显著的影响。PVA掺量与水胶的适当配比明显提高了FRTCC的延性和能量吸收能力,使FRTCC具有多裂缝开裂、应变硬化和延性破坏等特征。
关键词：
Abstract
A fiber reinforced tailing cementitious composite (FRTCC) was prepared via engineered cementitious composite (ECC) technology. By replacing 50% natural send with tailing sand, the prepared composite presents distinct ductility and environmental friendly-features. The tensile, compressive, flexural and shear ductility of FRTCC as well as the toughening mechanism of polyvinyl alcohol (PVA) fiber were systematically investigated by means of cube compression-, direct tensile-, thin plate bending- and double shear-test. The influence of the content of PVA fiber and the ratio of water to binder on the ductility of FRTCC was examined. The definition of complete toughness ratio was proposed, and the toughness of FRTCC was characterized with a set of double characteristic parameters i.e. the toughness ratio and the toughness index. The results show that the content of PVA fiber and the ratio of water to binder exhibit remarkable synergistic effect on the ductility of FRTCC. The proper mix proportion can significantly improve the ductility and energy absorption capacity of FRTCC, thereby ensure that the FRTCC possesses characteristics such as cracking with multi-cracks, strain hardening and ductile fracture etc.
Keywords：
水泥基复合材料的原料来源广泛、制备及成型工艺简单、造价低廉以及施工方便,得到了广泛的应用。但是水泥基复合材料的抗拉强度低、脆性大和韧性性能差,制约了它的使用范围;同时,制备水泥基复合材料资源消耗大,难以可持续发展[1,2]。目前,解决水泥基材料脆性开裂的有效办法,是在其基体内掺加一定量的纤维,纤维与水泥基的共同作用可实现其阻裂和增韧性能[1,2,3,4]。典型的纤维增强水泥基材料是Victor C. Li教授等研发的工程水泥基复合材料(Engineered Cementitious Composite,ECC),是一种基于微观力学原理优化设计的超高韧性水泥基复合材料[3, 5]。这种材料是一种具有假应变硬化和多裂缝开裂特征的高韧性材料[5,6,7]。降低资源消耗有两个途径,一个是提高水泥基材料性能的,减小结构的有效尺寸并提高其耐久性,进而降低结构物对水泥基材料的绝对需求量,如超高性能混凝土(Ultra High Performance Concrete, UHPC)的开发[8];另一个是用工业废料或建筑垃圾等废弃材料替代水泥基中的部分材料组分,减少水泥和天然骨料等自然资源的消耗。例如,用粉煤灰替代部分水泥、用尾矿砂替代部分天然砂制备高性能绿色水泥基材料[9,10]。借鉴ECC技术,可采用国产原材料制备纤维增强尾矿砂水泥基复合材料(Fiber Reinforced Tailings Cementitious Composite,FRTCC)。这种材料具有高性能、环境保护和价格低廉等多重特征[10,11]。韧性是表征水泥基复合材料强度和延性的综合指标,文献[12, 13]进行了弯曲韧性实验研究。本文进行压缩、拉伸、弯曲和剪切等不同的加载模式实验,研究水泥基改性材料的延性行为和韧性特征,探索其韧化程度和韧化质量的定量评价,进而采用韧性比和韧性指数双特征参数表征FRTCC的韧性。
韧性是表征材料力学性能综合指标,既与材料形变相关也与材料强度相联系,更与材料延性、承载时吸收能量的能力相关联,其大小不仅与材料性能有关,也与受力方式有关,至今尚无统一的特征指标加以表征。水泥基材料韧性比较差,仅有一小部分高性能水泥基材料才具有较好的韧性,目前有关水泥基复合材料韧性方面的研究还很有限[12]。因此,科学评价水泥基复合材料的韧性性能具有重要意义。
材料的韧性与形变有关,也与材料的强度密切相关。因此,目前多使用能量方法表征材料的韧性。在该类方法中常采用韧性比或韧性指数,即用两个特定物理意义下的变形能量之比来表征材料韧性性能的相对值[12,13,14,15]。另一方面,韧性的大小与受力模式有关,因此有关水泥基复合材料韧性的表征均与加载模式相关。文献[14]针对轴心受压和轴心受拉,提出轴压韧性比和轴拉韧性比的概念和计算方法。这个方法依据材料的力-位移全曲线,在小于极限变形的范围内规定一个变形量Δ0,然后用Δ0对应的变形能除以荷载峰值与规定形变之积Fmax×Δ0来定义韧性比。显然,Fmax×Δ0为位移等于Δ0时材料的刚塑性模型所对应的塑性能。由此可见,韧性比的物理意义为在规定的变形范围内实际材料的形变能与理想刚塑性材料的全塑性变形能之比。理想刚塑性材料的韧性比等于1,实际材料的韧性比为0.5~1。上述关于韧性比的定义其物理意义明确,应用方便。但是,没有反映位于Δ0之后的能量对韧性的贡献。本文研究中的FRTCC极限应变远大于上述文献规定的变形量Δ0,为此本文修改上述韧性比的定义,即将文献[14]中规定的变形量Δ0改为极限变形量Δmax。相应的韧性比定义为
式中Ud为被测试材料的全部变形能,U为相应刚塑性材料对应于的最大荷载和最大变形的全塑性变形能,Rt为测试范围内全部力-位移曲线对应的韧性比。为了区别,将上述定义的Rt称为完全韧性比,并将测试模式拓展到立方体压缩、薄板拉伸与弯曲和双面剪切等测试模式。显然,完全韧性比能更全面地反应大变形水泥基复合材料的韧性特征。
弯曲韧性通常用弯曲韧性指数定义,影响较大的是美国材料与试验协会标准试验方法ASTM- C1018定义的韧度指数[15]。该方法以初裂变形对应的变形能(简称初裂变形能)为基数,用若干倍于初裂变形的形变所对应的变形能与初裂变形能的比值来定义。对于普通的水泥基材料,初裂变形能对应的即是其全部变形能,韧性水泥基材料的全部变形能大于初裂变形能。由此可见,韧度指数实质上是用材料的实际变形能与初裂变形能的相对比较来反应材料特定变形值所对应的韧性。与韧性比相比,韧度指数主要反应改性材料的韧性大小或韧化程度,而韧性比主要反应改性材料韧化的效果或质量。前者与最大变形相关,后者只与变形能所占理想塑性能的比例有关,二者在评价水泥基材料韧性具有互补性。剪切韧性也可以采用弯曲韧性的评价方法定量描述[12],即用评价点的剪切形变能与初裂形变能之比来表征。由于特定点的物理意义并不容易界定,因此本文采用试样最大形变对应的最大剪切韧度指数,即以最大形变能与其初裂形变能之比来表征FRTCC的剪切韧度。同样,最大韧度指数也引用到压缩、拉伸和弯曲加载模式的材料韧性表征中。
考虑到韧性比和韧度指数的不同功能和互补性,本文分别选用完全韧性比(以下简称韧性比)和最大韧性指数(以下简称韧性指数)两个特征参数,表征FRTCC在压缩、拉伸、弯曲和剪切等不同加载模式下的韧性及其韧性特征。
纤维增强尾矿砂水泥基复合材料(FRTCC)的原材料,全部采用国产材料。水泥为P.O 42.5普通硅酸盐水泥;天然砂为普通河砂,尾矿砂为铁矿的尾矿砂,二者的粒径分布在0.15~0.315 mm范围内;粉煤灰为一级粉煤灰;纤维为聚乙烯醇(PVA)纤维,长度为12 mm;减水剂为高效减水剂;增稠剂为羟丙基甲基纤维素。
基于前期的工作基础[10,11],采用2组PVA纤维掺量和3组水胶比的配比方案,PVA纤维体积掺量分别为1.5%和2.0%,水胶比分别为4.0、0.45和0.50,FRTCC的具体配合比列于表1。其中尾矿砂替代天然砂、粉煤灰替代水泥的比例分别达到50%和54%。
表1 FRTCC配合比
Table 1 Mix proportion of FRTCC
| Mass ratio | Volume fraction of fiber/% | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Cement | Flay ash | Sand | Tailings | Water binder ratio | Superplasticizer | |
| 1.00 | 1.20 | 0.39 | 0.39 | 0.40,0.45,0.50 | 0.02 | 1.5, 2.0 |
采用多步添加搅拌工艺制备FRTCC。先将水泥、粉煤灰、天然砂和尾矿砂及增稠剂干拌2 min,加水和减水剂湿拌4 min,再加入纤维搅拌2.5~4.0 min,使搅拌缸内的材料拌合均匀。采用钢模制备试件,振捣成型,入模24 h后脱模,标准养护至28 d。
针对FRTCC的强度和延性测试,分别进行立方体压缩、直接拉伸、薄板弯曲和双面剪切等实验,实现对FRTCC的韧性性能综合评价,并讨论PVA纤维掺量和水胶比对FRTCC韧性的影响。采用70.7 mm立方体试块测试抗压,使用尺寸为200 mm×50 mm×15 mm的薄板试样进行拉伸,使用尺寸为400 mm×100 mm×15 mm的薄板试样进行弯曲测试,使用尺寸为300 mm×100 mm×100 mm的梁式试样进行剪切实验。分别按PVA纤维的体积掺量0、1.5%和2.0%将试样分为3大类,按PVA纤维掺量将试样依次分类编号(记为TCC,FT1.5,FT2.0)。同时,按照0.40、0.45和0.50等3个水胶比将每种不同纤维掺量的试样配制成3组,每组至少制作6个试样,保证每组成功试样不少于3个。
对FRTCC立方体试样进行压缩实验得到应力-应变全曲线,并测定初裂荷载及初裂位移、峰值荷载及峰值位移、最大荷载和最大位移,进而计算得到FRTCC立方体的抗压强度、完全韧性比和最大韧性指数。不同纤维掺量和不同水胶比试样的立方体抗压实验结果,如图1所示。
图1 立方体抗压实验结果
Fig.1 Results of cube compression test (a) compressive strength, (b) compressive toughness ratio, (c) compressive toughness index
立方体压缩实验结果表明,低纤维掺量对FRTCC的抗压强度影响不明显,但是不同水胶比对FRTCC的抗压强度影响是相同的,即抗压强度随水胶比增加而减小。这一特性与传统水泥基材料是一致的,如图1a所示。水胶比对FRTCC的抗压韧性有明显的影响,在本实验范围内FRTCC的抗压韧性随着水胶比的提高而提高。由图1b和图1c可见,水胶比从0.4提高到0.5时FT1.5的韧性比和韧性指数分别由0.69和7.78提高到0.74和12.20,FT2.0的韧性比和韧性指数分别由0.75和9.7提高到0.83和11.44。纤维掺量对FRTCC的抗压韧性也有一定的影响。在低纤维掺量范围内,抗压韧性随着纤维的增加而有所提高。PVA掺量从1.5%增加到2.0%时,水胶比为0.4的FRTCC的韧性比和韧性指数分别由0.69和7.78提高到0.75和9.7;水胶比为0.45的韧性比均维持在0.68,但是韧性指数由7.78提高到9.70;水胶比为0.5的韧性比由0.74增加到0.83,韧性指数略有下降(由12.2降为11.44)。这主要是材料的离散性所致,但是降低量很小,不影响对其性能的评估。即在低纤维掺量范围内,纤维掺量的适当增加有助于FRTCC的韧化质量和韧化程度的提高。
与未掺加纤维的尾矿砂水泥基复合材料(Tailings Cementitious Composite,TCC)比较,纤维的桥接作用使纤维增强尾矿砂水泥基复合材料FRTCC产生了不同的破坏机理。在压力荷载较小时二者的荷载-变形规律没有差别,其变形均随着荷载增加而稳定增加。随着荷载的增大试样逐渐出现可见裂缝,随着加载过程的进行TCC试样上的裂缝迅速发展,很快形成主裂缝;而FRTCC出现开裂后裂缝处的纤维通过与裂缝两侧基体粘结的作用约束裂缝稳定的发展并传递应变能,在保证裂缝随荷载增加稳定扩展的同时在附近陆续形成众多微裂纹。当压力荷载达到峰值时TCC试样承载能力突然失稳,荷载-变形曲线出现了陡然下降段;而由于裂缝两侧纤维的牵拉作用,FRTCC并未出现TCC那样的突然碎裂破坏。只是裂缝处纤维部分拔出、部分断裂而使裂缝发展突然增加,导致抗压承载力出现突变。但是承载力的这种下降幅度和突变速率仍然是有限的,完全不同于失稳。当压力荷载在达到峰值后TCC试样已经破坏,丧失了抗压能力;而FTCC仍能保持较大的承压能力并能在该压力水平下维持较大变形的发展,直至破坏前在荷载-变形曲线的峰值后形成了较大的平台段,表明FRTCC的抗压破坏需要吸收更多的能量。
通过直接拉伸实验得到不同水胶比和PVA纤维掺量的FRTCC的轴心拉伸应力-应变全曲线,如图2所示。图2a、b和c分别给出了纤维体积掺量为1.5%的FRTCC1.5和2.0%的FRTCC2.0在水胶比0.40、0.45和0.50情况下的拉伸应力-应变全曲线。根据测试得到的初裂应力及初裂应变、峰值应力及峰值应变、最大应力和最大应变,计算了FRTCC的抗拉强度、完全韧性比和最大韧性指数。不同纤维掺量和不同水胶比试样的试验结果,如图3所示。由图3a可见,纤维掺量对FRTCC的抗拉强度有显著的影响。首先,与未添加纤维的TCC相比,纤维的加入使FRTCC表现出完全不同的破坏机制。TCC试样一旦出现开裂即刻在开裂处形成主裂缝并迅速扩展至整个断面而发生脆性断裂,而FRTCC则呈现完全不同的本构关系。FRTCC试样出现初裂后,裂缝处的纤维通过与基体的粘结力约束裂缝的扩展,使已有裂隙被限制在一定的宽度范围内;另一方面,将基体裂缝扩展释放的应力能量再传递给周围的基体,随着荷载的稳定增加基体继续开裂而形成众多微细裂缝。这一应力-应变过程,在宏观上呈现出多缝开裂和应变硬化特征。其次,在低纤维掺量范围内,FRTCC的抗拉强度随纤维掺量的增加而增加。纤维掺量对FRTCC的抗拉韧性有明显的影响。本实验采用的两个纤维掺量对应的韧性比差别不大,稳定在0.67至0.79范围内(图3b),说明其韧化稳定;但是二者的韧性指数明显随着纤维的增加而明显提高,在不同水胶比情况下二者的韧性指数随着纤维增加而增加的幅度稳定达到25%~30%,如图3c所示。
图2 直接拉伸应力应变实验曲线
Fig.2 Stress-strain curve of direct tension test (a) water binder ratio 0.40, (b) water binder ratio 0.45, (c) water binder ratio 0.50
图3 直接拉伸实验结果
Fig.3 Results of direct tension test (a) tensile strength, (b) tensile toughness ratio, (c) tensile toughness index
水胶比对FRTCC抗拉强度的影响与普通水泥基材料并无不同,即其抗拉强度随着水胶比增加而降低。但是水胶比对FRTCC韧性的影响,比较复杂。一方面,水胶比的增加改善了纤维的均匀分布状况,有助于FRTCC韧性的提高;另一方面,水胶比降低了基体的抗拉强度和对纤维的粘结强度,使FRTCC的韧性有所降低。水胶比从0.4提高到0.5则FT1.5的韧性比和韧性指数分别由0.67和10.25提高到0.79和23.73,FT2.0的韧性比和韧性指数分别由0.67和13.28提高到0.77和29.58,FRTCC的韧化质量和韧化程度都随水胶比增加而有所提高。由此可见,在本实验范围内随着水胶比增大FRTCC的抗拉韧性提高。
从FRTCC薄板四点弯曲实验得到了不同水胶比下的弯曲荷载-跨中挠度位移曲线,如图4所示。图4a、4b和4c分别给出了FRTCC1.5和FRTCC2.0在水胶比为0.40、0.45和0.50情况下的弯曲荷载-挠度位移全曲线。根据测得的TCC和FRTCC的开裂挠度、开裂荷载、极限挠度和极限荷载,计算出相应的弯曲强度和初裂变形能、最大挠度变形能、各个特征形变处的变形能以及相应的完全韧性比和韧性指数。图5给出了FRTCC薄板四点弯曲实验得到的弯曲强度、最大弯曲韧性比和最大弯曲韧性指数结果。
图4 弯曲力-位移实验曲线
Fig.4 Load-deflection curve of bending test (a) water binder ratio 0.40, (b) water binder ratio 0.45, (c) water binder ratio 0.50
图5 弯曲实验结果
Fig.5 Results of bending test (a) bending strength, (b) bending toughness ratio, (c) maximum bending toughness index
弯曲实验结果表明,纤维掺量对尾矿砂水泥基复合材料的弯曲强度和弯曲韧性有显著的影响。TCC试样一旦出现开裂裂缝即刻形成主裂缝并迅速扩展至整个断面,构件随即破坏,表现出典型的脆性破坏模式。纤维的加入改变了材料的应力-应变本构关系,其荷载-变形曲线可分为三个阶段(图4)。第一个阶段为弹性阶段即从初始加载到出现裂缝的阶段,该阶段的应力-应变关系与TCC的类似,不同的是FRTCC试样在出现裂缝后虽然刚度有所降低,但是没有形成主裂缝导致试件丧失抵抗变形能力。第二阶段为裂缝增加阶段,即从出现裂缝到弯曲荷达到载峰值的阶段。随着荷载的增加裂缝处桥接的纤维不断将开裂基体释放的应力传递给周围未开裂的基体,在纯弯段受拉表面不断滋生新的微细裂缝,最终形成大量密致的裂缝群,并出现假应变硬化现象。在这个过程中基体吸收了大量的能量,荷载-位移曲线比较饱满。第三阶段为裂缝扩展阶段,即从弯曲荷载峰值到丧失抵抗变形能力的阶段。在这一阶段,裂缝处的纤维应力达到饱和状态并被陆续拉断或拔出。这一过程继续消耗一定量的能量,进一步提高抵抗弯曲荷载的变形能力。
在低纤维掺量范围内FRTCC的弯曲强度随着纤维掺量的增加而提高。与FT2.0相比,水胶比分别为0.40、0.45和0.50的FT1.5弯曲强度分别由8.93 MPa、8.00 MPa和7.20 MPa提高到12.67 MPa、8.00 MPa和7.73 MPa,平均提高17.70%,如图5a所示。纤维掺量对FRTCC的抗拉韧性也有明显的影响。本实验采用的2个纤维掺量对应的韧性比分布在0.56至0.81范围内(图5b),总的趋势是各个水胶比下FT2.0的韧性比均明显大于FT1.5的韧性比,说明在不同水胶比下FRTCC的韧化质量随纤维的增加而增加。根据韧性化的程度,在水胶比为0.40、0.45、0.50条件下FT1.5和FT2.0的最大韧性指数分别为73.50和70.22、73.22和55.18、111.78和136.21,如图5c所示。需要说明的是,对于同一水胶比FT1.5可能大于FT2.0韧性指数的原因,是初裂变形能的不同。但是这并不能说明前者绝对大于后者,其余3倍初裂、5.5倍初裂和15.5倍初裂形变处所对应的韧性指数也表现出类似的分布规律,即实验并未显示出韧化的大小程度与纤维掺量的必然联系,说明弯曲韧性指数对于1.5%~2.0%范围的纤维掺量并不敏感。
水胶比对FRTCC弯曲强度和弯曲韧性的影响,与上述压缩和拉伸实验结果类似。无论TCC还是FRTCC,其弯曲强度,均随水胶比的增大而有所下降。水胶比对FRTCC弯曲韧性有显著的影响。根据FRTCC的韧化质量(图5b),FT1.5与FT2.0的完全韧性比从水胶比为0.40时的0.56和0.68提高到水胶比为0.45时的0.60和0.73,以及水胶比为0.50时的0.67和0.81,FT1.5的韧性比随着水胶比增加的幅度分别为7.14%和19.64%,FT2.0的韧性比随水胶比增加的幅度分别为7.35%和19.12%,说明随着水胶比的增加FRTCC的韧化质量稳定改善。水胶比对FRTCC弯曲韧性大小程度的影响较为复杂,因为水胶比的增加具有增加纤维均匀性和降低基体强度及粘结力的双重作用。在这个逆向的双重作用下韧性指数出现了水胶比为0.45时的低谷值(图5c,其余各级韧性指数也有类似规律),但是总体上FRTCC的弯曲指数随着水胶比的提高而有所增大。当水胶比从0.40增加到0.50时FT1.5与FT2.0的最大韧性指数分别提高了52.08%和93.98%。
FRTCC的剪切破坏状态,与上述其它类型实验的破坏情形类似。在剪切承载状态下,一旦达到极限剪切荷载TCC试样即刻开裂并迅速形成主裂缝而发生脆性破坏。FRTCC试样的剪切力达到开裂荷载时在剪切面附近先出现一条细微裂缝,裂缝处纤维通过与裂缝两侧基体的粘结作用约束裂缝的失稳扩展并向两侧基体传递应变能量,使已有裂缝随着剪力持续增加而稳定扩展,并在附近基体形成大量的新裂纹;随着加载的持续剪切面附近的细微裂隙进一步蔓延,连接贯通后在剪切破坏面逐渐形成一个裂缝带,此时构件的抗剪荷载增加至极限荷载;之后试样的剪切承载力开始缓慢下降,纤维的约束力随着裂缝的扩展不断加大,部分纤维陆续断裂和拔出,剪切构件表现出应变软化状态;随着裂缝的进一步扩展裂缝处更多的纤维不断拉断或拔出,最终在剪切破坏面形成主裂缝并发生破坏。纤维的阻裂和应力传递作用消耗了大量的外载输入能量,使FRTCC的剪切变形能力远大于TCC的剪切变形能力,出现韧性破坏特征。
在剪切实验中测得了初裂荷载及初裂位移、峰值荷载及峰值位移、最大剪切位移和最大剪切荷载,计算出FRTCC的抗剪强度、完全剪切韧性比和最大剪切韧性指数。不同纤维掺量和不同水胶比试样的剪切实验结果,如图6所示。由图6可见,无论是TCC还是FRTCC,其剪切强度均随着水胶比的增大而明显降低。在所研究的配合比范围内,FRTCC的剪切韧性比分别随着水胶比和纤维掺量的增大而有所提高。当水胶比从0.40提高到0.50时两种纤维配比的FRTCC的平均剪切韧性比从0.56提高到0.65;当纤维掺量从1.5%增加到2.0%时三种水胶比下的平均剪切韧性比从0.59提高到0.64。两种纤维掺量的FRTCC的最大韧性指数随着水胶比的增加而显著提高,当水胶比从0.40增加到0.50时两种纤维掺量的FRTCC的平均最大韧性指数值从21.69提高到43.02。
图6 剪切实验结果
Fig.6 Results of shearing test (a) shearing strength, (b) shearing toughness ratio, (c) shearing toughness index
(1) FRTCC具有较强的能量吸收能力和较高的抗拉、抗压、抗弯和抗剪韧性,综合性能指标显著优化。
(2) PVA纤维掺量和水胶比对FRTCC的强度有明显的影响。在低纤维掺量范围内FRTCC的抗拉、抗弯和抗剪强度随着纤维掺量的增加而提高,但是低纤维掺量对抗压强度的影响不显著;FRTCC的强度随着水胶比增加而降低。
(3) PVA纤维掺量和水胶比对FRTCC的韧性性能有显著的影响。纤维体积掺量为1.5%~2.0%,纤维对改善FRTCC的延性及其综合性能效果明显。适当增加纤维掺量有助于提高FRTCC的韧化质量和韧化程度;FRTCC的抗压、抗拉、抗弯、抗剪韧性比和韧性指数都随着水胶比增加而提高。
(4) FRTCC的韧化效果与加载模式有关。拉伸与压缩加载模式的韧化质量较好,不同水胶比的FT1.5和FT2.0的最大韧性比总平均值超过70%;剪切的韧化质量最差,最大韧性比总平均刚过60%。弯曲加载模式的韧化程度最大,FRTCC试样最大韧性指数的总平均值超过86;剪切加载模式的韧化程度其次,最大韧性指数总平均值约为32;压缩加载模式的韧化程度最低,最大韧性指数总平均值仅达到10。
The authors have declared that no competing interests exist.
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