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摘要：超高韧性水泥基复合材料是以水泥作为基本粘结料，加上小粒径细骨料作为基体，再加入体积掺量左右的聚乙烯醇纤维作增强材料配制而成的新型建筑材料。这种材料的特点不同于以前的纤维增强材料，依靠通过增加大体积含量的维来获得高性能，而是基于材料微观结构设计的一种具有超高韧性的新型复合料，这种材料在荷载作用下具有明显的应变硬化特征，在直接拉伸作用下可产生多条细微裂缝，稳定的拉应变能够达到左右。鉴于此，本文主要分析探讨了超高韧性水泥基复合材料构件受剪性能试验方面的内容，以供参阅。
关键词：超高韧性水泥；基复合材料；构件；受剪性能
1 超高韧性水泥基复合材料配制及力学性能试验
在混凝土中掺入纤维是提高材料钢性及耐久性等性能的有效途 径，一般的纤维混凝土是通过添加长的连续纤维来提髙材料性能，形 成高性能纤维混凝土，这种材料的缺陷在于虽然能够有效地提高靭性，但是当构件开裂后，添加的纤维材料一般会被拉断或失去粘结力从基体中脱落，承载能力随之下降，而且一般添加的纤维体积含量较大。超高韧性水泥基复合材料是通过微观物理力学设计，使得基体朝度、界面粘结和纤维特性三者达到最优组合，当构件开裂后，纤维能够发 挥桥联作用，继续承受荷载，并伴随裂缝开展逐渐从基体中拔出，在 此过程中荷载反而有所提高，大量新的微裂缝不断产生，材料经历应 变硬化阶段，通过自身的不断变形来实现延性破坏；产生的裂缝也没 有太大的破坏性，而是没有危害的微裂缝，整个加载过程也是损伤累计的过程，最终使得材料具有较高的初性和断裂能。同时由于使用了 纤维和水泥，超高韧性水泥基复合材料的造价比普通混凝土高，因此 优化配合比，使得体积掺量降低并且能够具有高性能变得非常重要，需要配制的超高初性水泥基复合材料具有三个特征：超高初性、应变 硬化特征、受荷载时多条微小裂缝。
2 超高韧性水泥基复合材料梁受剪试验研究
根据震害分析与试验研究，对于一般的钢筋混凝土梁，梁端的塑形铰区会出现竖向裂缝与斜裂缝，在地震往复作用下，竖向裂缝会贯 通截面，斜裂缝会形成交叉裂缝，棍凝土骨料的咬合作用将会逐渐消 失，构件主要靠箍筋和纵筋的销键作用来传递剪力，这对结构承载力 是十分不利的，比较容易发生剪切破坏。当用超高韧性水泥基复合材 料取代普通混凝土材料，同时利用钢筋进行增强时，由于 UHTCC 材料开裂后，其裂缝是无危害的细微裂缝，UHTCC 梁截面的材料不退出工作而是继续保持有承载能力的受力特点，使得其结构性能与普通混凝土结构不完全相同，它具有更优良的力学性能，本章节针对以钢筋 增强的 UHTCC 材料受弯构件梁作为研究对象，对其进行不同配筋率、不同配箍率及剪跨比的抗剪试验研究。从试验结果可以看出，影响超 高韧性水泥基复合材料梁破坏形态的控制条件依然是剪跨比，在小剪跨比的条件下，纤维虽然能够限制裂缝的发展，但是不能改变梁的剪 切破坏状态，但是由于纤维的掺入，提高了超高韧性水泥基复合材料 梁的延性。
3 超高韧性水泥基复合材料梁斜截面抗剪性能分析
普通混凝土梁斜截面受剪承载力的计算公式为办理论半经验公 式，通过对剪跨比、配箍率、混凝土强度、纵筋配筋率等指标进行分 析后得到的经验公式，其中最为重要的两个因素是剪跨比和配箍率，而PVA 含量通过上章的配合比的设计计算，要保证所研究的对象是超高韧性水泥基复合材料梁，因此只对剪跨比和配箍率做详细讨论，通 过水平因素的变化来分析各因素对 UHTCC 梁的抗裂荷载及抗剪极限荷载强度的影响。试验表明：UHTCC 梁的斜截面受剪破坏形态与普通混凝土梁基本一致，也可以分为斜拉破坏、剪压破坏和斜压破坏三种 主要破坏形态。影响 UHTCC 梁斜截面的因素与普通混凝土类似，主要包括截面尺寸、配箍率、剪跨比、纵筋配筋率和混凝土强度等。（1）通常梁的剪切破坏时在弯矩和剪力共同作用下，主拉应力超过了超高韧性水泥基复合材料的抗拉强度而产生斜裂缝，随着荷载的增大和斜裂缝不断发展导致梁的破坏。超高韧性水泥基复合材料梁的抗剪性能主要由以下几点来实现，超高韧性水泥基复合材料中的聚乙烯醇纤维可以通过桥联作用，限制裂缝的发生与发展，跨越斜裂缝的纤维可以直接承担一部分剪力；由于裂缝开展的控制和细微化，提高了纵筋的销栓作用：裂缝的限制提高了斜裂缝面上细骨料咬合作用与摩擦力；提高了剪压区材料在复合受力状态下的强度和变形能力，可以防止超高 韧性水泥基复合材料简支梁过早被压溃破坏。（2）在集中荷载作用下影响超高韧性水泥基复合材料梁破坏形态主要是剪跨比大小，在小剪跨 比的条件下，虽然没有改变梁的剪切破坏性质，但是在试验中表现出 较好的延性，使梁由一条主要的斜裂缝变成了多条细微裂缝，改变了 梁剪切破坏的脆性特征；随着剪跨比的增大，超高韧性水泥基复合材料梁的抗剪承载力也随之下降，同时起初裂强度也有减小的趋势，而 普通混凝土梁试件的抗剪承载力的下降较为明显。（3）箍筋对超高韧性水泥基复合材料梁承载力影响较大，对于无腹筋梁，完全依靠超高韧 性水泥基复合材料来提供抗剪承载力，箍筋率的提高有助于改善梁的 延性及承载力；纵向钢筋的配筋对简支梁抗剪承载力的影响较小，但是纵向钢筋由于配筋率的提高，其销栓作用更为显著，对于梁的抗剪 承载力具一定的作用。（4）超高韧性水泥基复合材料梁在延性性能方面具为较优越，相同条件下超高韧性水泥基复合材料梁的延性系数与普通混凝土梁延性系数相比，两者比值达到了 1.24 左右，超高韧性水泥基复合材料梁具有更好的延性。
4 超高韧性水泥基复合材料连梁受剪性能试验研究
静载作用下连梁承载力和变形能力比低周反复荷载试验试件有一 定的提高，低周反复荷载作用下小跨高比超高韧性水泥基复合材料连 梁的破坏形态有弯曲破坏、弯曲剪切破坏、剪切破坏以及滑移破坏等 形式，跨高比、配箍率、配筋形式对试件的抗剪承载力有较大影响，随着跨高比的增大试件从脆性的剪切破坏到延性的弯曲破坏转变；提高配箍率能够增大试件的抗剪承载力；合理的配筋形式有助于提高试件的承载力及变形能力。
5 结束语
综上所述，钢筋增强超高铜性水泥基复合材料梁和钢筋增强超高 勃性水泥基复合材料连梁课题研究具有重要意义，也是建筑结构工程 新的发展方向，是新材料在结构中新的应用，具有一定理论意义和实 际意义，因此在剪力墙结构中的连梁局部使用这种材料具有前瞻性、探索性和挑战性。
参考文献：
[1]杨忠.超高韧性水泥基复合材料构件受剪性能试验研究[D].合肥工业大学.2014
[2]刘松，章红梅，师振华.基于向量式有限元的超高韧性水泥基复合材料叠合剪力墙非线性分析[J].结构工程师.2015（04）