钢网片-聚乙烯纤维增强水泥基复合材料中低速动态拉伸性能试验研究

摘要

本工作开展了钢网片-聚乙烯(PE)纤维增强水泥基复合材料的中低速动态拉伸性能试验研究,研究了其破坏状态、强度特性和能量吸收特性,并研究了纤维体积含量、钢网片层数和拉伸速率对其动态拉伸性能的影响。试验结果表明:PE纤维和钢网片的添加提高了水泥基复合材料的抗拉强度、变形能力与耗能能力。相对于基体材料,钢网片-PE纤维水泥基复合材料具有较为显著的增强和增韧效应。钢网片的主要作用是提高材料的抗拉强度,PE纤维的主要作用是提高材料的变形能力和耗能能力。纤维体积含量、钢网片层数和拉伸速率均对钢网片-PE纤维水泥基复合材料的动态拉伸性能有一定程度的影响。随着PE纤维体积含量的增加,材料的抗拉强度和耗能能力逐渐提高,当拉伸速率为1 mm/min时,纤维体积含量为0.5%的试件峰值应力比基体试件提高了约17%。随着钢网片层数的增加,材料的抗拉强度有较大幅度的提高,添加一层和两层钢网片的试件峰值应力比基体试件分别提高了约65%和192%;但此时材料的变形能力降低。随着拉伸速率的增大,材料的抗拉强度逐渐提高。在中等拉伸速率条件下,材料仍表现出明显的应变硬化性质,具有良好的韧性和耗能能力。