1、PVA纖維混凝土作為一種新型纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料，以微觀力學(xué)理論和斷裂力學(xué)理論為基礎(chǔ)。在彎曲荷載作用下該材料表現(xiàn)出多縫開裂模式和應(yīng)變硬化特性，表現(xiàn)出超高的韌性和良好的耐久性。本文利用國(guó)內(nèi)PVA纖維造價(jià)低的優(yōu)勢(shì)，采用部分國(guó)產(chǎn)PVA纖維代替進(jìn)口PVA纖維，達(dá)到這種復(fù)合材料國(guó)產(chǎn)化、本地化的目的。利用四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)、立方體抗壓試驗(yàn)，得到抗拉韌性優(yōu)異的國(guó)產(chǎn)PVA纖維與進(jìn)口PVA纖維的最優(yōu)摻和比。本文結(jié)合國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51108151)

2、、國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（973計(jì)劃）資助項(xiàng)目(2009CB623203)和河北省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(E2012202097)開展了一系列的研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴坍落度試驗(yàn)表明，研究國(guó)產(chǎn)纖維和進(jìn)口纖維摻入比例對(duì)復(fù)合材料流動(dòng)性的影響。隨著纖維總摻量的增加，擴(kuò)展度越來越小，即流動(dòng)性越來越小;在纖維總量不變的情況下，進(jìn)口纖維摻入之后的流動(dòng)性明顯比國(guó)產(chǎn)纖維要好。⑵立方體試塊的抗壓試驗(yàn)得出:試塊抗壓強(qiáng)度隨著總的纖維摻入量的增加而

3、增大，抗壓強(qiáng)度在27.8MPa～35.6MPa之間，此時(shí)的纖維摻入量分別為1.0％，2.0％。在PVA纖維的總的體積摻入量在2.0％時(shí)，隨著國(guó)產(chǎn)纖維摻入比例的增加，抗壓強(qiáng)度減小，抗壓強(qiáng)度在31.8MPa～34.8MPa，此時(shí)的國(guó)產(chǎn)纖維摻入量為0.4％，1.0％。⑶四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)得到PVA纖維混凝土材料的荷載-撓度曲線、荷載-應(yīng)變曲線。研究國(guó)產(chǎn)纖維和進(jìn)口纖維摻入比例對(duì)材料的開裂荷載、開裂撓度、極限撓度、極限荷載的影響。采用“變形硬化系數(shù)法”

4、對(duì)材料的彎曲韌性進(jìn)行評(píng)價(jià)，得到韌性優(yōu)異的國(guó)產(chǎn)PVA纖維與進(jìn)口PVA纖維的最優(yōu)組分。⑷試驗(yàn)結(jié)果表明：極限強(qiáng)度和極限撓度隨進(jìn)口纖維摻量（即總的纖維摻入量）的增加呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)。開裂強(qiáng)度和開裂撓度隨纖維摻量的增強(qiáng)呈現(xiàn)一定的波動(dòng)性；纖維摻入總量為2.0％時(shí)，極限強(qiáng)度和極限撓度隨國(guó)產(chǎn)纖維摻量的增加呈現(xiàn)遞減關(guān)系。開裂強(qiáng)度和開裂撓度隨國(guó)產(chǎn)纖維摻量的增強(qiáng)呈現(xiàn)一定的波動(dòng)性；通過觀察試件多縫開裂模式破壞形態(tài)得出，第一條裂縫首先出現(xiàn)在三等分點(diǎn)處兩個(gè)加載點(diǎn)中某一

5、點(diǎn)周圍，很快第二條裂縫會(huì)在另一個(gè)加載點(diǎn)附近出現(xiàn)。隨著荷載的增大，在純彎曲段內(nèi)會(huì)隨機(jī)的出現(xiàn)微細(xì)裂縫，裂縫的數(shù)量不斷增加，體現(xiàn)了材料的應(yīng)變硬化特性。試件的第一條微細(xì)裂縫會(huì)發(fā)展為主裂縫，最終導(dǎo)致試件破壞。⑸采用“變形硬化系數(shù)法DHI”評(píng)價(jià)材料的彎曲韌性。彎曲韌性因子計(jì)算分析得出：只摻入了進(jìn)口纖維時(shí)，隨著纖維摻入比例的增加，彎曲韌性因子逐漸增大。全部摻入2.0％的進(jìn)口纖維時(shí)，σ200時(shí)的變形硬化系數(shù)DHI為1.18，σ150時(shí)的變形硬化系數(shù)DH