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短切纤维及预应力对玄武岩织物增强水泥基复合材料拉伸力学性能的影响

朱德举 李高升

朱德举, 李高升. 短切纤维及预应力对玄武岩织物增强水泥基复合材料拉伸力学性能的影响[J]. 复合材料学报, 2017, 34(11): 2631-2641. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20170301.003
引用本文: 朱德举, 李高升. 短切纤维及预应力对玄武岩织物增强水泥基复合材料拉伸力学性能的影响[J]. 复合材料学报, 2017, 34(11): 2631-2641. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20170301.003
ZHU Deju, LI Gaosheng. Effect of short fibers and prestress on the tensile mechanical properties of basalt textile reinforced cementitious matrix composite[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2017, 34(11): 2631-2641. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20170301.003
Citation: ZHU Deju, LI Gaosheng. Effect of short fibers and prestress on the tensile mechanical properties of basalt textile reinforced cementitious matrix composite[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2017, 34(11): 2631-2641. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20170301.003

短切纤维及预应力对玄武岩织物增强水泥基复合材料拉伸力学性能的影响

doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20170301.003
基金项目: 国家自然科学基金(51778220);湖南省战略性新兴产业科技攻关与重大科技成果转化项目(2016GK4016)
详细信息
    通讯作者:

    朱德举,博士,教授,博士生导师,研究方向为高性能纤维/织物增强水泥基和树脂基复合材料,防弹高性能纤维布的力学特性和有限元分析,冲击和高应变率试验技术 E-mail:dzhu@hnu.edu.cn

  • 中图分类号: TB332;TU599

Effect of short fibers and prestress on the tensile mechanical properties of basalt textile reinforced cementitious matrix composite

  • 摘要: 通过静态拉伸试验研究不同体积掺量的短切碳纤维、钢纤维、耐碱玻璃纤维及预应力对5层玄武岩织物增强水泥基复合材料(BTRC)拉伸性能的影响。试验结果表明:短切碳纤维、玻璃纤维可以提高基体和BTRC的开裂强度,且开裂强度随着碳纤维掺量的增加而增加;预应力使基体产生预压力,明显提高其开裂强度。短切纤维及预应力都显著提高BTRC的峰值荷载和韧性,但峰值应变基本不变;峰值荷载和韧性随着钢纤维掺量的增加而增加,体积分数为1.5vol%掺量时达到最大值;随着碳纤维掺量增加,峰值荷载和韧性先增加后减小,体积分数为1.0vol%掺量时最大。施加预应力且掺入短切碳纤维或钢纤维时,短切纤维增强的基体可以更好地承受张拉力释放后纤维束径向变形引起的环向应力,进一步提高了织物与基体界面的挤压作用力及摩擦力,从而增强效果最明显,峰值荷载分别增加50.4%和58.9%,韧性分别增加84.7%和79.5%。BTRC材料掺入短切玻璃纤维、钢纤维及施加预应力均可以增加其受力后的裂缝条数,减小裂缝间距和裂缝宽度。

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2016-11-22
  • 修回日期:  2017-02-15
  • 刊出日期:  2017-11-15

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