纤维增强珊瑚砂水泥基复合材料

粒径增粗延性升

用珊瑚砂代替石英砂并通过粒径调控实现残余应力和韧性指数的提升，同时揭示纤维拔出与撕裂的主导失效模式。

张小燕 · Mengyu, Hu · 左建平 · 王振波 · Baudet, Béatrice Anne · Coop, Matthew Richard

Journal of Building Engineering 2024

参数信息

韧性指数

3.2

抗压强度降幅

26 %

弹性模量降幅

11 %

技术优势

延性提高

增大珊瑚砂粒径可使残余应力从8.7%提高到18.2%，韧性指数从2.5提高到3.2，表明延性增强。

失效模式明确

SEM图像显示PVA纤维在单轴压缩下的主要失效模式是脱粘拔出和撕裂，便于分析延性机制。

粒径效应量化

珊瑚砂粒径从0.075 mm增加到1.00 mm时，抗压强度降低26%，弹性模量降低11%，为优化配比提供依据。

应用场景

• 海洋工程水泥基材料：利用珊瑚砂替代石英砂，减少离岸工程对河砂资源的依赖。
• 纤维增强复合材料：通过PVA纤维改善水泥基复合材料的延性和抗裂性能。
• 结构延性设计：通过调控珊瑚砂粒径实现残余应力和韧性指数的提升。
• 可持续建材：利用珊瑚砂等海洋资源减少对陆地骨料的开采，促进建材可持续性。