1。1 高延性水泥基复合材料的定义

在1990年代早期，基于微观断裂力学参数和纤维桥接理论，Li V C成功制备具有高断裂韧性和拉伸应变，呈现出多缝开裂和假应变硬化行为的随机乱向短纤维增强的水泥基复合材料（Random short fiber reinforced cementitious composites，RSFRCC），并称为工程水泥基复合材料（Engineered cementitious composite，ECC）[2]，假延性或高延性水泥基复合材料（Pseudo ductility or High ductility cementitious composite，PDCC or HDCC）[3-4]。HDCC是具有多缝开裂、应变硬化、高延性等特性的一种新型纤维增强水泥基复合材料。开始提出这个概念时，设计是在微观力学参数的基础上，得到基体的韧性、界面粘结和纤维特性的最佳组合，达到高延性。它的抗压强度是30 ~ 50 MPa，抗拉强度是3。0 ~ 5。0 MPa，极限拉伸变形达到3。0% ~5。0%。HDCC 出色的性能也引起了许多研究者的注意，许多研究人员都相信优化 HDCC 性能如提高强度和耐久性等是极其容易的，只要根据传统混凝土的制备理论与技术就可以实现，然而事实却并非如此。更何况，虽然Li V C等学者已经进行了许多的研究，然而该材料特性受原材料的性能、复合材料的均匀性等因素的影响较大，即使有一个类似的配比，但制备的水泥基复合材料的性能也十分不同，所以若想获得具有准应变硬化和多缝开裂特性，且具有良好性能的HDCC非常困难。

目前外国学者的研究方向主要是针对高延性水泥基复合材料的应变硬化,开裂特性和耐久性等特征。在国内，主要是研究高延性水泥基材料的韧性、承载力和裂纹分布等[5-7]。

1。2 高延性水泥基复合材料的性能特点

延性是指材料或组件结构的一个横截面从屈服开始直到达到最大载荷值或达到最大载荷值以后，它的承载能力和抗变形的能力没有明显下降的特性。针对我们常用的混凝土等结构材料，良好的延性可以提高材料的使用寿命。这可以确保结构断裂之前能吸收能量的一部分，使其在受到类似于地震等强烈的荷载冲击时，不会因为短时间受到能量冲突而使结构丧失承载能力。在另一方面，一定的延性又可以使结构在完全破坏前发出征兆，不会使结构突然发生毁灭性的断裂。因此，制备高延性水泥基复合材料具有重要意义。

高延性纤维增强水泥基复合材料是基于微观力学和断裂力学，根据系统设计的结果，在单轴拉伸和剪切荷载作用下呈现出多缝开裂、准应变硬化、高延性的一种纤维增强水泥基复合材料[7–9]。基于微观力学和断裂力学基本原理提出的设计理论，当HDCC的纤维体积掺量为2%时，结构在拉伸荷载作用下最大应变大于3%[7,8,9,10]。因此，在加强建筑材料结构方面，HDCC有良好的抗震性、耐久性以及安全性[11]。论文网

纤维特性、纤维分布，纤维与基体界面之间的应力状态等都对基体的宏观性能产生非常大的影响[12,13]。由于难以保证PVA纤维在混凝土中能够随机均匀分布，精准的获得PVA纤维的桥接应力和摩擦应力十分困难，因此提高了对材料的制备难度。研究HDCC的设计技术，对其进行优化、调整，从材料配合比方面设计试验，制备出性能优异的HDCC材料。

PVA纤维适用于HDCC中具有如下特点：

1)抗拉强度和模量高。

2)较好的亲水性,使聚乙烯醇纤维均匀的分散在水泥基体中。

3)PVA纤维与水泥基体有良好的界面结合力。

4)PVA耐酸碱性好，适用于各种等级的水泥，能保证HDCC材料的耐久性、高耐候性和对环境无害。

高延性水泥基复合材料的特性可以提高结构的耐用性、安全性、及可持续性，具有广阔的发展和应用前景。高延性水泥基复合材料可以应用于大坝的修补、用于高层建筑组合连梁及作为桥面连接板等方面。