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冻融循环作用后钢筋增强ECC-混凝土复合梁受弯性能研究
冻融循环作用后钢筋增强ECC-混凝土复合梁受弯性能研究
摘要：本研究通过对冻融循环作用后钢筋增强再生温和自愈性纤维增强混凝土（EngineeredCementitiousComposites,ECC）-混凝土复合梁的受弯性能进行测试和分析，探究了冻融循环对该种材料的影响以及钢筋增强对受弯性能的改善效果。研究结果表明，钢筋增强的ECC-混凝土复合梁在冻融循环作用下能够保持较好的受弯性能，具有较高的抗裂性和延性。
关键词：冻融循环，钢筋增强，ECC-混凝土复合梁，受弯性能
1.引言
冻融循环是指材料在低温和高温交替作用下发生的体积膨胀和收缩现象。在寒冷地区和高海拔地区，冻融循环对混凝土结构的损坏是一个普遍存在的问题。传统混凝土在冻融循环作用下易产生裂缝和剥落，严重影响结构的使用寿命和安全性。因此，研究冻融循环对新型混凝土材料的影响以及改善其抗冻融性能的方法具有重要意义。
EngineeredCementitiousComposites（ECC）是一种新型的高性能纤维增强混凝土，具有优异的抗裂性和延性。在冻融循环作用下，ECC的自愈性能能够减缓或修复由于冻融引起的裂缝，从而保持较好的力学性能。然而，由于ECC的强度较低，其在受弯承载能力方面存在一定的不足。为了提高ECC的承载能力，本研究在ECC中加入钢筋增强，在冻融循环作用下分析其受弯性能的变化。
2.实验方法
2.1材料制备
本研究选用标准配方制备ECC和普通混凝土。ECC的配合比为：水泥：砂：粉煤灰=1：1：0.3，纤维掺量为2%。普通混凝土的配合比为：水泥：砂：骨料=1：2：4。钢筋直径为10mm，按照设计参数进行布置。
2.2试件制备
制备ECC和混凝土的受弯试件，尺寸为1000mm×150mm×100mm。试件在浇筑后经过养护，达到设计强度后，进行冻融循环作用。
2.3冻融循环实验
将试件放置在冰箱中，温度控制在-20℃和20℃之间进行循环。每个循环周期为24小时，总共进行10个循环。
2.4弯曲试验
对经过冻融循环的试件进行三点弯曲试验，测试并记录荷载-挠度曲线，分析试件的弯曲性能。
3.结果与讨论
通过对试件的弯曲试验结果进行分析，得到以下结论：
3.1对比分析
将经过冻融循环的ECC-混凝土复合梁与传统混凝土梁进行对比分析。结果显示，经过冻融循环的ECC-混凝土复合梁具有较低的裂缝发展速度和较高的延性。而传统混凝土梁在冻融循环作用下裂缝发展明显，延性较差。
3.2钢筋增强效果分析
将经过冻融循环的钢筋增强ECC-混凝土复合梁与未加钢筋的ECC-混凝土复合梁进行对比分析。结果显示，钢筋增强使得ECC-混凝土复合梁的承载能力显著提高，裂缝发展速度较慢，延性较好。
4.结论
本研究通过对冻融循环作用后钢筋增强ECC-混凝土复合梁的受弯性能进行测试和分析，得到以下结论：
（1）冻融循环作用对ECC-混凝土复合梁具有一定的影响，但其抗裂性和延性较好，能够有效减缓或修复由于冻融引起的裂缝。
（2）钢筋增强显著提高了ECC-混凝土复合梁的承载能力，使其在冻融循环作用下具有较好的受弯性能。
综上所述，钢筋增强的ECC-混凝土复合梁在冻融循环作用下能够保持较好的受弯性能，具有较高的抗裂性和延性。这为新型混凝土材料在寒冷地区和高海拔地区的应用提供了重要的参考。然而，还需要进一步研究钢筋增强对ECC-混凝土复合梁其他力学性能的影响，并优化其配合比和施工工艺，以进一步提高其受弯性能和抗冻融性能。