修改后-高延性纤维混凝土受压力学性能试验研究-秦萌

1、修改后-高延性纤维混凝土受压力学性能试验研究-秦萌 西安建筑科技大学硕士学位论文 高延性纤维混凝土受压力学性能试验研究 专 业：结构工程 硕 士 生：秦 萌 指导教师：邓明科 副教授 摘 要 高延性纤维混凝土(ECC)具有高强度、高延性和高能量吸收等特点，将其应用于混凝土结构中的连梁、承重柱底、梁柱节点和剪力墙塑性铰区等关键部位，可以显著提高结构的延性和耐损伤能力，增强其抗震和抗裂性能，因此，具有广泛的应用前景。为了便于高延性纤维混凝土的进一步研究和推广，有关材料基本力学性能的研究不可缺少，其中受压力学性能作为材料最基本的力学性能之一，具有重要的研究意义。同时，高延性纤维混凝土组分中不含有粗骨

2、料，界面特性明显不同于普通混凝土，基体内又均匀分布有大量的PVA纤维，造成其受压力学性能明显区别于普通混凝土。因此，有关高延性纤维混凝土受压力学性能的研究十分必要。 本文在课题组前期研究的基础上，采用单因素对比试验，拟对高延性纤维混凝土的抗压强度、抗折强度、强度关系、尺寸效应和受压本构模型进行研究，其主要内容如下： (1) 基于课题组的前期研究成果，研究高延性纤维混凝土的受压破坏过程、裂缝形态和受压破坏机理以及抗折破坏过程，并研究纤维掺量、粉煤灰掺量、水胶比和砂胶比四种因子以及环境因素对高延性纤维混凝土各抗压性能指标和抗折强度的影响趋势，以便为高延性纤维混凝土的构件设计与工程应用提供一定的理论

3、依据。 (2) 基于课题组的前期研究成果，研究高延性纤维混凝土立方体抗压强度和轴心抗压强度之间的换算关系以及不同尺寸间的强度折算关系，即确定高延性纤维混凝土轴心抗压强度与立方体抗压强度的强度比值系数和尺寸效应系数。 (3) 基于课题组的前期研究成果，对棱柱体试块进行单轴受压，测定其受压应力-应变全曲线，并分析纤维掺量、水胶比、粉煤灰掺量和砂胶比对受压全曲线及曲线上各特征参数的影响，然后在此基础上提出相应的受压本构模型，为高延性纤维混凝土的结构设计和非线性数值模拟分析提供一定的理论依据。 西安建筑科技大学硕士学位论文 关键词：高延性纤维混凝土；抗压强度；强度关系；尺寸效应；受压本构模型 论文类型

4、：基础研究 基金项目：国家自然科学基金资助 (50908187,51078305) 西安建筑科技大学硕士学位论文 Experimental Study on Compressive Mechanical Property of Engineered Cementitious Composites Specialty: Structural Engineering Name : Qin Meng Instructor: Prof. Deng Mingke Abstract Engineered Cementitious Composites (ECC) has the characteristi

5、cs of high strength, high ductility and great energy absorption, which can improve the ductility of the concrete structure，the capacity of damage resistance significantly and enhance the seismic performance and crack resistance when apply the materal in the key parts of construction, such as couplin

6、g beams, column base, the beam-column joints and the yield hinge region of shear wall. So it has broad application prospects. In order to study and promote the ECC, it is necessary to study its basic mechanical property, and as one of the most basic mechanical properties of the materials, the compre

7、ssive mechanical property has great research significance. In addition, as there is no coarse aggregate in the ECC, its interface features is different from ordinary concrete obviously, and combined with a large number of PVA fiber evenly dispersed in the matrix, its compressive mechanical property

8、is different from ordinary concrete. Therefore, it is necessary to study the compressive mechanical property of ECC. On the basis of the previous research, the paper adopts the single-factor experiment to study the compressive strength, the flexural strength, the relationship between the two strengt

9、h, the size effect and the compression constitutive model of ECC, the main contents of the paper are as follows: (1) Based on the previous research of our group, the paper study the process of compression failure, the crack pattern, the failure mechanism and the process of flexural failure, then it

10、study the influence of 4 kinds of factors such as fiber content by volume, water binder ratio, fly ash content and sand binder ratio to compressive performance of ECC, so that it can provides the basis for the design and engineering application. (2) Based on the previous research of our group, the p

11、aper study the relationship 西安建筑科技大学硕士学位论文 between cubic compressive strength and axial compressive strength and the strength between different sizes, that is determine the coefficient of size effect and the ratio coefficient between cubic compressive strength and axial compressive strength of ducti

12、lity fiber reinforced concrete. (3) Based on the previous research of our group, the paper study the axial compressive of prisms and its compressive stress-strain curve of ductility fiber reinforced concrete, and then analysis the influence of fiber content by volume, water binder ratio, fly ash con

13、tent and sand binder ratio to the curve and its parameters and puts forward the corresponding constitutive model of compression, so that it can provide theoretical basis for the structure design and the nonlinear numerical simulation. Keywords: Engineered Cementitious Composites (ECC), compressive s

14、trength, relationship between the strength, size effect, stress-strain curve, the constitutive model of compression Type of thesis: Basic Research Fund items: National Natural Science Foundation (Grant No. 50908187,51078305) 西安建筑科技大学硕士学位论文 目 录 1 绪论 . 1 1.1研究背景 . 1 1.2 高延性纤维混凝土基本力学性能 . 2 1.3 高延性纤维混凝土

15、研究现状 . 5 1.3.1 国外研究现状 . 5 1.3.2 国内研究现状 . 7 1.4 高延性纤维混凝土的应用 . 8 1.5 本文主要的研究内容 . 11 2 高延性纤维混凝土抗压与抗折性能试验研究 . 13 2.1 引言 . 13 2.2 高延性纤维混凝土立方体抗压强度试验研究 . 13 2.2.1试验概况 . 13 2.2.2试验现象 . 15 2.2.3 试验结果及数据处理 . 16 2.2.4 各因素对抗压强度的影响分析 . 17 2.2.5 高延性纤维混凝土二次抗压强度 . 18 2.2.6 裂缝分布及破坏机理分析 . 21 2.4 高延性纤维混凝土抗折试验研究 . 23 2

16、.4.1 试验概况 . 23 2.4.2 试验现象 . 24 2.4.3 试验结果及数据处理 . 25 2.4.4 各因素对抗折强度的影响分析 . 25 2.5 本章结论 . 27 3 高延性纤维混凝土强度关系及尺寸效应试验研究 . 29 3.1 引言 . 29 3.2 高延性纤维混凝土强度关系试验研究 . 29 3.2.1 试验概况 . 30 3.2.2 试验现象 . 30 3.2.3 试验结果及数据分析 . 31 I 西安建筑科技大学硕士学位论文 3.2.4 强度关系研究 . 34 3.3 高延性纤维混凝土尺寸效应试验研究 . 37 3.3.1 试验概况 . 38 3.3.2 试验现象 .

17、 38 3.3.3 试验结果及数据分析 . 39 3.3.4尺寸效应理论分析 . 41 3.4 本章小结 . 44 4 高延性纤维混凝土受压本构试验研究 . 45 4.1引言 . 45 4.2试验概况 . 45 4.2.1试验配合比设计及试件设计 . 45 4.2.2 试验方法 . 46 4.3试验现象 . 46 4.4试验结果 . 48 4.4.1受压应力-应变全曲线 . 48 4.4.2曲线各特征点的确定及其分析 . 53 4.5 受压本构方程的建立 . 56 4.5.1 混凝土各受压本构方程的分析与比较 . 56 4.5.2受压应力-应变曲线的特点分析 . 57 4.5.3受压本构模型的

18、确定 . 60 4.5.4 受压本构方程参数的确定 . 61 4.6本章小结 . 65 5 结论与展望 . 67 5.1主要研究结论 . 67 5.2 展望 . 68 参考文献 . 71 致 谢 . 79 附 录 . 80 II 西安建筑科技大学硕士学位论文 1 绪论 1.1研究背景 自19世纪20年代水泥问世以及随之诞生的砂浆、混凝土材料以来，混凝土作为土木建筑工程最重要的材料之一，已有将近200年的历史，混凝土材料以其骨料取材方便、生产工艺简单、造价低廉以及优异的力学性能如抗压强度高、耐久性良好、耐腐蚀等优点，广泛应用于建筑工程中，也是目前世界上研究最多、应用最广的主要土木工程材料之一。特

19、别是在19世纪中叶之后，伴随着钢筋的诞生，人类将钢筋独特的的受拉力学性能与混凝土优异的受压力学性能结合，创造了钢筋混凝土这一新型组合材料，将混凝土材料的应用推向了一个更高更广阔的舞台。之后在20世纪30年代左右，出现了预应力混凝土，其不仅可以改善普通钢筋混凝土构件的抗裂性能，而且提高其变形性能，从而进一步扩大了混凝土材料的在大跨度、重荷载结构领域的应用范围。然而，随着经济的高速发展和社会需求的进一步增大，应用于严酷条件下的各种重大混凝土结构的建造不断增加，以及现在工程结构向大跨、高耸、形式新颖等方面发展，都对混凝土性能的要求越发苛刻，普通混凝土已无法满足当今工程建设的需求，因此，亟需寻求一种新

20、的复合化混凝土材料。 随着混凝土技术的不断提高，将混合材料和化学外加剂掺入混凝土中改善性能，以达到增强、耐久和经济的目的，高性能混凝土于20世纪50年代左右出现在人们的视线中，其高强度、高耐久性、高流动性及高抗渗透性等优点，不仅适应现代工程结构的发展方向，而且满足可以承受恶劣环境条件的需要，是今后混凝土技术的一个重要发展方向。1-4但是，众所周知，混凝土材料脆性的增加必然导致其结构延性的下降以及整体抗震性能的降低，混凝土的抗压强度越高，其抗拉、抗剪强度越低，特别是高强混凝土，其抗拉强度仅为抗压强度的6%，脆性显著，不利于其在地震地区的推广和应用。 由于脆性是混凝土材料本身固有的一种属性，无法通

21、过材质的改良得以改善。鉴于很早之前，人们发现将毛发、杂草、纤维等材料加入无机胶凝材料中，可以降低其脆性并减少开裂，比如将秸秆或杂草掺入粘土中垒墙修建房屋。为此，科研人员提出可以将纤维掺入水泥基体中以改善其脆性性能，纤维混凝土应运而生。纤维混凝土是以水泥浆、砂浆或混凝土为基体，以纤维为增强材料组成的复合材料，其中纤维种类繁多，有金属纤维、无机非金属纤维、合成纤维和天然有机纤 1 西安建筑科技大学硕士学位论文 维等等。5 20世纪90年代，美国密歇根大学VC.Li教授设计出一种新型工程水泥基复合材料Engineered Cementitious Composites (ECC) 6，该材料具有高强

22、度、高延性、高能量吸收等特点，可以显著改善混凝土结构的抗震性能和抗剪性能，可用于混凝土结构中抗震、抗冲击、表面的裂缝控制和构件耐损伤等方面。 最早的ECC采用聚乙烯纤维(PE)作为增韧材料，可称之为PE-ECC，考虑到性价比以及工程中的推广和应用，后采用聚乙烯醇(PVA)纤维，聚乙烯醇纤维(PVA)是一种高强高弹模的合成纤维，具有良好的亲水性，与水泥基体的粘结强度较高，将其作为增韧材料，不但能够有效地抑制混凝土的早期塑性裂缝，而且可以改善混凝土材料的脆性，提高其耐冲击性能。因此，在目前研究中和工程应用中多采用PVA-ECC。7 1.2 高延性纤维混凝土基本力学性能 ECC(Engineered

23、 Cementitious Composite)是经设计的水泥基复合材料的简称，是二十世纪九十年代初由美国密歇根大学的Victor. C. Li教授提出的。ECC是基于微观力学、断裂力学和数理统计为基础，采用独特的结构和材料相结合的综合设计方法(Integrated Structure and MaterialsDesign，简称ISMD)，通过对基体、纤维以及基体/纤维界面特性进行合理设计，以水泥浆或水泥砂浆为基体，以纤维为增强材料，使材料在拉伸和剪切荷载下呈现出高延性，并具有应变硬化特征和多裂缝开展的一种新型工程水泥基复合材料。8 ECC最初在美国研制成功，随后得到各国科研学者的关注，并有

24、了进一步的发展：2001年日本混凝土协会成立了专门研究该材料的研究机构，并提出了高延性水泥基复合材料(ductile fiber reinforced cementitious composites，DFRCC)的概念；许多欧洲和南非的学者也对具备高性能的类似ECC的纤维增强水泥基复合材料的性能进行了相关研究，并将其命名为应变硬化水泥基复合材料 (strain hardening cement- based composites，SHCC)；目前在中国这种具备应变-硬化、多裂缝开展特性的纤维增强水泥基复合材料也已研制成功，并有几个课题组长期从事该材料力学性能与应用的研究。94本课题组将该材料命

25、名为高延性纤维混凝土。 ECC采用基于微观力学的性能设计方法，纤维体积掺量较少(Vf2%)，单轴拉应力作用下的平均极限拉应变大于0.5%，最大应变大于3%，约为普通混凝土的150300倍，普通纤维混凝土的30300倍。10491由于短纤维掺量适中，ECC能满足不同的施工要求，包括喷射ECC11和自密实ECC 12。可见，ECC材料本身灵2 西安建筑科技大学硕士学位论文 活的制作工艺、合理的纤维含量、较高的强度、较大的延性和韧性、较好的抗剪性能为其研究和实际应用提供了便利条件，使ECC在现代混凝土结构建造中有着广阔的应用前景。9 413-16其具体力学性能如下： （1）抗拉性能 图1.1 典型的

26、ECC拉伸应力-应变曲线和裂缝发展图1819 拉伸延性是ECC不同于其它混凝土材料最大的特点。试验表明：在单轴受拉 17破坏过程中，ECC表现出明显的应变硬化特征和多裂缝开展特性。图1.1 为PVA 纤维掺量为2%时ECC材料在单轴拉伸下典型的应力-应变全曲线以及各阶段裂缝的发展形态图1818。从图中可以看出，试件受拉时，首先在ECC内部最大初始缺陷处产生初始裂缝，当初始裂缝贯通后试件的承载力小幅下降，随后在裂缝间纤维的桥联作用下承载力又立即得以回复，之后在材料内部其它的初始缺陷处也产生初始裂缝，如此重复多次，直至纤维提供的桥连作用不足以使基体内产生新的裂缝，此时试件表面呈现出大体均匀分布的多

27、条细密裂缝，且裂缝处于饱和状态，之后裂缝不断加宽，直至某条裂缝发展为临界裂缝，试件受拉破坏。可见，多条微裂缝的形成与发展使得ECC的宏观应变相比普通混凝土增大数倍。1819 （2）抗压性能 图1.2 混凝土、PVA-ECC与PE-ECC受压应力-应变曲线19 3 西安建筑科技大学硕士学位论文 ECC材料的抗压强度可达到3090MPa，与普通混凝土不相上下，由于组分中不含有粗骨料，故其弹性模量低于普通混凝土。图1.2为混凝土、PE-ECC与PVA-ECC三种材料的应力-应变曲线图，从中可以看出：PVA-ECC和PE-ECC在应力最大时对应的压应变为0.5%左右，而普通混凝土峰值应力对应的压应变为

28、0.2%。19另外， PVA-ECC曲线的下降段相比其他两种材料相对平缓，说明PVA-ECC具有比普通混凝土和PE-ECC更高的韧性。 （3）弯曲性能 图1.3 ECC四点弯曲试验及多缝开裂20 图1.3是ECC薄板的四点弯曲试验，在加载过程中，试件发生弯曲而未出现类似混凝土材料的脆性破坏，其24h和90d的抗弯强度分别达到11MPa和16MPa，极限挠度达22mm，是普通混凝土材料极限挠度的40倍左右。另外，试件受力过程中表现出明显的应变硬化效应，与单轴拉伸试验下表现出来的多裂缝开展和超强的韧性十分相似，表现出极高的延性以及抵抗弯曲变形的能力20。 （4）抗剪性能 图1.4 PVA-ECC与

29、普通混凝土平面纯剪试验结果对比21 图1.4为Vasillag利用平面纯剪试验进行的PVA-ECC与普通混凝土抗剪切性能的对比图，从图中可以看出：PVA-ECC板在剪力作用下出现大量大致平行且分布密集的细裂缝，其中无一条裂缝上下贯通，而普通混凝土则出现数条上下贯通的明显裂缝。21其平面纯剪试验结果表明，在剪切荷载的作用下，PVA-ECC试件全程未发生明显的刚度突降，试件破坏后表面无剥落。另有试验表明：ECC结构4 西安建筑科技大学硕士学位论文 在剪应力作用下表现出高延性和高韧性以及良好的耗能能力，破坏后的结构整体性良好22；ECC材料在冲击荷载作用下也具有很好的抗剪性能23。 另外，由于普通混

30、凝土都是带裂缝工作，水和有害物质会通过裂缝渗透而使钢筋锈蚀，加速建筑物破坏。有关试验表明：ECC试件受力破坏后表面的裂缝宽度可控制在50m左右，约为普通混凝土的五分之一；24532通过对比PVA-ECC、PE-ECC和钢纤维混凝土在疲劳荷载作用下的弯曲性能发现，PVA-ECC的变形能力最大，并且随着应力的提高，裂缝数量越多25。因此，当采用ECC取代部分普通混凝土后，可以减缓甚至避免普通混凝土存在的以下问题：由于干缩和疲劳产生的扩展裂缝、水和氯离子等有害物质渗透到钢筋表面导致钢筋锈蚀26、保护层剥落、严酷环境中抵抗冻融的循环能力较差27等等。 1.3 高延性纤维混凝土研究现状 1.3.1 国外

31、研究现状 自从ECC材料诞生后，在过去的二十多年间，以Li V.C教授的科研团队为代表的国外学者对高延性纤维增强水泥基复合材料ECC进行了广泛的试验研究。 Li V.C28-31通过对组成复合材料的纤维、基体和界面性能进行了大量的试验研究，设计出具有应变硬化和多缝开裂特性且裂缝宽度在0.1mm以下的高延性纤维水泥基复合料材料，通过对一组基本配合比试件的力学性能试验，得出PVA-ECC材料的最大拉应变超过3%，抗拉强度大于5MPa，抗弯强度高于15MPa，抗压强度大于70MPa，3256说明ECC材料是一种同时具备高强度和高延性的复合材料，并提出了这种复合材料的微观力学模型。 Li V.C104

32、91通过单轴拉伸试验证明ECC材料具有明显的应变硬化特性，其拉伸应变能力可以达到混凝土的300倍以上；Takashima等33通过直接拉伸试验探索不同的水胶比和砂胶比对PVA-ECC材料延性的影响。 Victor C. Li和M. Lepech等34基于材料可持续性指标提出了绿色ECC，即采用大量粉煤灰替代水泥。试验结果表明：绿色ECC相比于普通混凝土具有大致相等的早期抗压强度，但具有更高的后期发展强度；绿色ECC抗拉应变能力基本可以超过4%。3256 Victor C. Li和Y. M. Lim 35对比了普通混凝土、钢纤维混凝土和ECC作为修补材料，对基础设施进行修补。试验研究表明：在相同

33、的条件下，ECC的延性和韧性最好，且对裂缝起到很好的控制作用。 P. Suthiwarapirak和T. Matsumoto等通过四点弯曲疲劳试验研究了PVA-ECC 5 西安建筑科技大学硕士学位论文 的疲劳失效机理，通过观察试件疲劳失效试验以及测量损伤演变得出：PVA-ECC具有较长的疲劳寿命并且具有很好的疲劳延性，其原因在于ECC疲劳破坏过程经历裂缝产生和裂缝扩展阶段，破坏时呈现出多裂缝开展状态。32 56 36,37 Fukuyama等对往复周期荷载作用下R/ECC Ohno 剪力梁的力学性能进行了试验研究，如图1.5 所示。研究结果表明，R/ECC 梁能量滞回环更为饱满，说明可以耗散较

34、多的能量，图中R/C 梁表面保护层严重剥落，并出现很多斜向裂缝，相比之下，R/ECC 梁的损坏明显较少，没有出现粘结劈裂以及保护层剥落现象。可见，ECC较高的抗剪承载力可以减弱梁的脆性斜拉破坏，使其转变为斜向开裂的延性拉伸破坏，从而提高结构抗剪能力、防止结构脆性破坏。 1821 38 （a）R/C (b)R/ECC 图1.5反复周期荷载作用下Ohno 剪力梁的破坏形式38 Parra-Montesinos等对钢梁与钢筋混凝土柱的连接节点进行了循环荷载试验研究，发现将ECC代替抗震结构中节点区的混凝土后，利用其应变硬化和多裂缝开展特性，可以消除应力集中引起的混凝土剥落现象，提高结构的破坏承载力，

35、如图1.6所示。911 39 （a）R/C (b)R/ECC 图1.6钢梁-RC柱节点周期荷载作用下破坏形态39 Fischer等通过对往复周期荷载作用下R/ECC 柱的力学性能进行了研究，试验结果发现，在弯曲构件的底部不设抗剪箍筋的情况下，相比于普通 R/C构件，R/ECC 构件具有较为饱满的滞回环，可耗散更多的能量。图 1.7为反复周期荷载作用后水平位移为 10% 时两者的破坏形式对比，从图中可以看出，R/ECC 构件6 西安建筑科技大学硕士学位论文 发生弯曲破坏，破坏后的试件保持了良好的整体性， 而 R/C 构件底部保护层严重剥落。18 2040 图1.7反复荷载作用下Ohno 剪力梁破

36、坏形式40 V.C. Li和Tetsuo Horikoshi等41通过改变纤维掺量对PVA-ECC的耐久性进行了研究，试验结果表明：热水浸泡使PVA-ECC受拉应变能力从4.5%降低到2.7%，但仍具有拉伸应变-硬化特性，PVA-ECC的抗拉延性在长期的湿热环境中是普通混凝土的200倍，说明PVA-ECC材料有具有良好的耐久性。32 56 1.3.2 国内研究现状 目前我国关于ECC的研究尚处于初级阶段，基本集中在材料的配合比试验及基本力学性能试验方面，对相关理论的阐述、对纤维基体界面的微观力学性能研究以及对材料的应用型研究较少，有待于更多的学者和工程技术人员对此开展更深入和广泛的研究。 为提

37、高其性价比，东南大学孙伟院士42所领导的团队，采用工业废弃物（尾矿）或天然砂取代细磨石英砂制备ECC材料。结果表明，其抗压强度达65MPa，最大裂缝也控制在0.06mm，抗弯强度达1015MPa，弯曲挠度为1.7cm。3256 合肥工业大学的陈婷43通过分析低掺量高强高弹PVA纤维的长径比、纤维体积掺量、界面改性剂以及砂灰比等因素对纤维增强水泥基复合材料的工作性能、力学性能以及耐久性能的影响，发现PVA纤维能够减轻材料自重，增加其抗压、抗折、劈裂抗拉以及抗弯强度，并有效抑制水泥基体的自收缩以及干燥收缩现象。 青岛理工大学的毛新奇44通过研究PVA纤维掺量对ECC收缩和抗裂性能的影响，发现PVA

38、纤维能够显著提高水泥基材料的断裂能、抗折强度、弯曲韧性，各项性能基本随纤维掺量的增加成线性增长。与基体相比，ECC的裂缝控制率均达到90%以上，宽度基本控制在l00m左右，可大幅度提高材料的耐久性。 7 西安建筑科技大学硕士学位论文 清华大学张君、公成旭等45通过单轴拉伸试验，得到高韧性纤维增强水泥基复合材料的极限抗拉强度为2.5MPa，极限拉应变最大可达1.7%。试验过程中均能实现应变硬化与多重开裂，最小和最大临界裂纹宽度分别为26m和90m。1819 大连理工大学的高淑玲46,47通过圆柱体试件单轴抗压试验得到了抗压应力-应变曲线，通过直接拉伸试验得到了单轴直接拉伸假应变硬化全曲线，并利用

39、双线性和三线性模型进行模拟，给出应力计算公式和拉伸本构模型。同时通过有切口和无切口PVA-FRCCs薄板直接拉伸试验得到了假应变硬化荷载-裂缝曲线，并对其材料不同部分的断裂韧度进行了计算分析。 大连理工大学的李贺东48,49利用改进的直接拉伸试验方法对23组应变硬化水泥基复合材料测试进行直接拉伸性能，其中有9组试件的极限拉应变稳定地达到了3%以上，极限裂缝在100微米以下，并依据直接拉伸试验过程和试验结果合理的描述了材料应变硬化特性以及试件开裂的全过程，对材料在极限抗拉强度之前的应力应变关系进行了合理简化，给出了相应的抗拉本构方程。9136 大连理工大学的蔡向荣50通过单轴抗压试验得出了UHT

40、CC（Ultra High Toughness Cementitious Composites）的抗压强度与普通混凝土基本一致，峰值应变是普通混凝土的2倍，并建立了UHTCC的抗压韧性评价标准。 大连理工大学的蔡新华51,52通过研究UHTCC在不同冻融循环次数下的质量损失、动弹性模量、小梁和薄板弯曲性能，发现UHTCD在不掺加引气剂的条件下具有良好的抗冻性能，通过快速碳化试验发现UHTCC的抗碳化性能随龄期的增长逐渐增强，抗碳化性能在开裂的状态下明显优于普通混凝土，通过抗渗试验得出UHTCC的抗渗性能明显优于普通混凝土。 西安建筑科技大学的梁兴文团队53也开展了对高延性纤维混凝土的性能研究，

41、提出了具有高强度且极限变形量满足实际工程需要的PVA-ECC材料的配合比和制备工艺。通过ECC材料单轴受拉应力-应变全曲线的试验测定与分析，提出了适合于ECC构件正截面承载力计算和结构非线性分析的计算模型；通过对测得的应力-应变全曲线的合理简化，给出了相应的抗拉本构方程；通过ECC材料在不同围压下的三轴受压试验，系统地探讨侧应力和PVA掺量对ECC强度特性、破坏形态和变形规律的影响，提出三轴受压下的破坏准则和本构方程。 1.4 高延性纤维混凝土的应用 ECC材料具有较高的延性、很好的微裂缝宽度控制能力、较高的能量吸收能力和协调变形能力，可满足工程领域许多基础设施对高延性和裂缝宽度限制的要8 西安建筑科技大学硕士学位论文 求，具有广泛的应用前景。目前，国外关于ECC的进展已经从实验室阶段发展到实际工程应用。在美国、日本等国，ECC已在基础工程与建筑工程中应用，并可用作桥面铺设材料、抗震结构材料、快速修补材料、高速公路罩面材料、抗冲击材料和抗裂材料。具体应用如下： （1）作为耗能材料在工程中的应用 ECC材料具有较高的能量吸收能力，在反复荷载作用下具有较好的耐损伤能力，可用于抗震结构的关键部位，如连梁、柱底、梁柱节点以及剪力墙塑性铰区等部位，不仅能够有效抵抗地震的反复作用，而且能大幅度减少震后修