賀紹華 李栩銘 邱逸濤 汪 毅

(1.廣東工業(yè)大學土木與交通工程學院， 廣州 510006； 2.中南大學土木工程學院， 長沙 410075)

普通混凝土存在質量大、抗拉強度低、韌性差、補強修復困難等缺點，對結構受力安全和耐久性造成不利影響。為克服上述不足，文獻[1-3]基于斷裂力學原理給出了聚乙烯醇工程水泥基復合材料(PVA-ECC)，并對其基本力學性能進行了系列研究[1-3]。PVA-ECC是一種在水泥砂漿里摻入1%～2%聚乙烯醇纖維(PVA)的纖維增強水泥基復合材料，其相對普通混凝土抗拉強度更高、韌性更好、阻裂能力更強、耐久性更優(yōu)異。得益于工程水泥基復合材料(ECC)良好的能量耗散及變形能力，其在橋面板、路面修復和翻新、抗震結構等工程建設領域應用廣泛[4]。

目前，關于標準養(yǎng)護條件下ECC配合比和基本力學性能的研究已較多[5-6]，但對日常氣候環(huán)境下滿足工程實際需求的ECC研究還很少。我國華南地區(qū)夏季6—9月日間平均氣溫30 ℃以上，年平均相對濕度超過80%。采用雙摻技術(外加劑和摻和料)和改變水泥用量，雖然可以提高材料的密實性和降低孔隙率，但濕熱環(huán)境常年較高的溫濕度會加快混凝土早期水化，影響ECC的力學性能[7-8]。目前，尚未見針對華南高溫潮濕環(huán)境下ECC合理使用配比及基本力學性能的研究報道。

近年來，ECC在梁、柱、墻等抗震結構關鍵部位中的應用日益增多，對其抗壓性能的研究也有諸多報道。胡春紅等探討了養(yǎng)護齡期、纖維類型對PVA-ECC抗壓強度的影響[9]；文獻[5，10]通過試驗研究發(fā)現，ECC的抗壓強度隨水膠比的增大逐漸降低，而纖維摻量對ECC抗壓強度影響較小。國內外對ECC抗壓強度尺寸效應的研究也正逐步展開[11-17]。因國內外尚缺乏統(tǒng)一的試驗標準，不同學者圍繞ECC抗壓尺寸效應研究采用的試件類型、試件尺寸和測試方法各不相同，得到的ECC抗壓尺寸效應規(guī)律也有所差異。李雪陽等通過16組不同配合比的ECC抗壓強度試驗發(fā)現，水膠比對其抗壓尺寸效應影響最大，其次是粉煤灰摻量和砂膠比[18]。朱長書等對ECC抗壓強度尺寸效應的研究[19]結果顯示，ECC的抗壓強度隨試件尺寸減小逐漸增大，邊長為100 mm和40 mm的立方體抗壓強度明顯高于邊長150 mm的立方體抗壓強度。李慶華等進行的抗壓性能尺寸效應試驗[20]結果顯示，ECC的抗壓強度尺寸效應明顯區(qū)別于普通混凝土，高寬比大于1∶1后，試件尺寸對ECC抗壓強度的影響基本可忽略不計，該試驗現象與普通混凝土抗壓強度隨棱柱體高寬比增大逐漸減小的規(guī)律明顯不同。在不良的養(yǎng)護環(huán)境下，ECC的內部缺陷增加，尺寸效應更明顯。實際工程通常為自然養(yǎng)護，其尺寸效應系數取值將區(qū)別于標準養(yǎng)護。

為探究適于我國華南地區(qū)高溫潮濕環(huán)境(平均相對濕度超過80%、溫度30 ℃以上)的ECC合理使用配合比及其抗壓強度尺寸效應，對濕熱養(yǎng)護環(huán)境下ECC的抗壓、抗折和劈拉性能進行研究，分析粉煤灰、PVA纖維、養(yǎng)護環(huán)境和試件尺寸等因素對ECC基本材料力學性能的影響，探討不同養(yǎng)護環(huán)境下ECC的破壞模式和抗壓強度尺寸效應，并給出適于我國華南濕熱地區(qū)的ECC合理使用配合比及其抗壓強度尺寸效應換算系數。相關成果可為ECC在華南地區(qū)的工程應用提供參考。

1 濕熱環(huán)境下ECC配合比試驗

1.1 試驗概況

1.1.1試驗配合比

ECC由水泥、粉煤灰、細砂、纖維加水攪拌成型。過高或過低的纖維摻量均將導致ECC強度降低和成本增加，目前較為常用的PVA纖維摻量為0.5%～2.0%[21-25]。粉煤灰顆粒的“微集料”效應可以改變PVA纖維和水泥砂漿基體的界面特性，減緩濕熱環(huán)境下的早期水化速率從而減少內部缺陷[26-27]，并提高其經濟性，但過高的粉煤灰摻量會降低ECC抗壓強度[22]，影響其力學性能。目前，ECC配比中較為常用的粉煤灰摻量為45%～60%，對抗壓強度要求較高時摻量可降至20%以下[6,21-25]。基于此，以PVA纖維和粉煤灰摻量為試驗參數，設計6組不同ECC配合比，具體如表1所示。以膠凝材料(水泥和粉煤灰)的質量為基準，配合比中膠凝材料的質量比為1.00，粉煤灰摻量有35%和52%兩種，PVA纖維摻量分為0.5%、1.0%和1.5%三種，纖維基本力學性能見表2。采用P·O 42.5R水泥，I級粉煤灰，天然河沙。較低的水膠比可提高材料的抗壓強度，并有助于PVA纖維的分散[22]，試驗采用的水膠比為0.29。過高的砂含量會降低復合材料的多縫開裂能力，試驗采用的膠砂比均為0.375。

表1 ECC配合比Table 1 Mix proportion of ECC

表2 PVA纖維性能指標Table 2 Property indexes of PVA fibers

1.1.2試件制作與測試

為研究ECC抗壓強度、抗折強度和劈裂抗拉強度隨各參數的變化規(guī)律，參照GB/T 50081—2016《普通混凝土力學性能試驗方法標準》和JGJ/T 70—2009《建筑砂漿基本性能試驗方法標準》，立方體抗壓和劈裂抗拉試驗均采用70.7 mm×70.7 mm×70.7 mm的試件，抗折試驗采用40 mm×40 mm×160 mm棱柱體試件。

各配合比均制作3個立方體抗壓試件、3個棱柱體彎折試件和3個立方體劈裂抗拉試件，共54個試件。所有試件采用塑料模具成型，混凝土澆筑完成后自然養(yǎng)護24 h脫模，然后置于平均相對濕度為80%、溫度為30 ℃的(華南濕熱環(huán)境)環(huán)境下養(yǎng)護150 d。其中立方體抗壓試驗和劈裂抗拉試驗均通過量程為300 kN的C088-01壓力試驗機加載，三點抗折試驗采用量程為10 kN的YAW-300C抗折試驗機加載。

1.2 配合比試驗結果及分析

1.2.1破壞形態(tài)

圖1為ECC立方體抗壓試件的典型破壞形態(tài)。不同于普通混凝土和常規(guī)水泥砂漿的受壓脆性破壞，ECC基體內亂向分布的PVA纖維橋接作用有效阻止了初始微裂紋發(fā)展，使得其整體抗壓韌性得到顯著增強。ECC立方體受壓后豎向微裂紋非常豐富，表面無明顯的外鼓和剝落，其破壞后仍保持了較好的完整性。

圖1 立方體試件受壓破壞形態(tài)Fig.1 The failure mode of cubic compression specimens

圖2為ECC棱柱體抗折試件的典型破壞形態(tài)。加載過程中，棱柱體跨中底部首先開裂，隨著荷載增大裂縫不斷向上延伸。對于纖維摻量較高的ECC棱柱體，由于連接裂縫兩側水泥砂漿的PVA纖維參與抗拉，裂縫寬度得到有效抑制，試驗觀察到跨中裂縫最終未貫穿整個棱柱體。

圖2 抗折試件破壞形態(tài)Fig.2 The failure mode of shearing specimens

圖3為ECC劈裂抗拉試件的典型開裂形態(tài)。劈裂荷載作用下，ECC立方體的上、下承壓面幾乎同時開裂，裂縫不斷向立方體中部延伸直至貫通整個側面。由于PVA纖維橋接作用有效增強了材料韌性和延性，峰值荷載后ECC立方體仍保持了較好的完整性。

圖3 抗拉試件破壞形態(tài)Fig.3 The failure mode of tensile specimens

1.2.2試驗數據

由不同配合比得到的ECC立方體抗壓、三點抗折和劈裂抗拉結果見表3。參照GB/T 50081—2016和JGJ/T 70—2009，以每組3個試件的強度平均值作為試驗結果?？梢钥闯?ECC的各類強度指標隨粉煤灰和PVA纖維摻量的變化差異較大，粉煤灰摻量較低的配比(1～3組)各強度指標整體優(yōu)于粉煤灰摻量較高的配比(4～6組)。

表3 ECC試件實測強度Table 3 The measured strength of ECC MPa

1.3 PVA纖維影響分析

圖4為ECC立方體抗壓強度隨PVA纖維摻量的變化情況?？梢钥闯觯勖夯覔搅繛?5%時，ECC的抗壓強度隨PVA纖維摻量增大先保持不變然后迅速減小。這是因為纖維摻量超過1.0%后，ECC制作過程中PVA纖維極易結團，使混凝土內部缺陷增多，導致抗壓強度降低。PVA纖維摻量由0.5%增加至1.5%，ECC的抗壓強度降低了9.4%。粉煤灰摻量為52%時，ECC的抗壓強度隨PVA摻量增加近乎線性增大。纖維摻量由0.5%提高至1.5%，ECC的抗壓強度提高了10.6%。這是由于較多的粉煤灰顯著改善了PVA纖維與水泥砂漿基體的界面特性，攪拌過程中PVA纖維不易成團，且能充分發(fā)揮其增韌阻裂效果，進而提高了ECC的抗壓強度[26]。

圖4 PVA纖維摻量對ECC抗壓強度影響Fig.4 Influence of the PVA fiber content on ECC compressive strength

圖5為ECC抗折強度隨PVA纖維摻量的變化情況。由于水泥砂漿基體的抗折強度很低，ECC的抗折主要通過PVA纖維抗拉實現。由圖5可知，ECC的抗折強度隨纖維摻量增多整體呈增大趨勢。PVA纖維摻量由0.5%增加到1.5%，粉煤灰摻量為35%和52%的ECC抗折強度分別提高了51.2%和30.0%?？梢?，適當增加ECC中PVA纖維摻量，可以顯著改善ECC的抗折性能。

圖5 PVA纖維摻量對ECC抗折強度影響Fig.5 Influence of the PVA fiber content on ECC flexural strength

圖6為ECC抗拉強度隨PVA纖維摻量的變化規(guī)律。可以看出，隨著纖維摻量增加，ECC的抗拉強度先增大后減小。這是由于PVA柔軟易彎曲，過高的纖維摻量將增大水泥砂漿的黏稠度，使PVA纖維纏繞成團，進而導致劈裂面缺陷增多影響其抗拉強度。結合表3，粉煤灰摻量為35%時，PVA纖維摻量由0.5%增加到1.0%，ECC的抗拉強度提高了32.9%；繼續(xù)提高PVA纖維摻量至1.5%，ECC的抗拉強度降低了9.2%。粉煤灰摻量為52%時，PVA纖維摻量由0.5%增加到1.0%，ECC的抗拉強度提高了46.0%；繼續(xù)提高PVA纖維摻量至1.5%，其抗拉強度降低了18.1%?？梢姡m量的PVA纖維有利于增強ECC抗拉性能。

圖6 PVA纖維摻量對ECC抗拉強度影響Fig.6 Influence of the PVA fiber content on ECC tensile strength

綜上所述，隨著纖維摻量不斷增加，ECC的抗折強度逐漸增大，而劈拉強度呈先增大后降低趨勢。這是由于采用的40 mm×40 mm×160 mm抗折試件破斷面小，受隨機分散的內部缺陷影響也小，增加纖維摻量可顯著增強斷面兩側纖維的橋接作用，抗折強度也隨纖維摻量增加逐漸提高。而采用的70.7 mm×70.7 mm×70.7 mm立方體劈拉試件破斷面相對較大，受初始缺陷的影響也更大，纖維摻量超過1.0%后，由于纖維結團導致的斷面初始缺陷增多，致使抗拉強度有所降低。

1.4 粉煤灰影響分析

圖7為粉煤灰摻量對ECC基本力學性能的影響情況?？梢园l(fā)現，由于粉煤灰不存在二次水化過程，粉煤灰摻量過多將導致ECC內部水泥水化產物不足，其抗壓強度、抗折強度和劈裂抗拉強度均有所下降。

圖7 粉煤灰摻量對ECC基本力學性能的影響Fig.7 Influence of the fly ash content on ECC mechanical properties

結合表3，將粉煤灰摻量由35%提高至52%，0.5%纖維摻量的ECC的抗壓強度、抗折強度和抗拉強度分別降低了21.0%、7.0%和23.7%，1.0%纖維摻量的ECC的抗壓強度、抗折強度和劈拉強度分別降低了19.9%、8.1%和16.2%，1.5%纖維摻量的ECC抗壓強度、抗折強度和劈拉強度分別降低了7.4%、21.6%和24.4%。

比較可知，隨著PVA纖維摻量增加，粉煤灰對ECC抗壓強度的影響逐漸減小，但對其抗折強度影響逐漸增大。這是由于粉煤灰顆粒的“微集料”效應雖可改善PVA纖維與水泥砂漿基體間的界面特性，減少纖維攪拌成團，但立方體試件內部任一部位缺陷均將減小其受壓面積，致使立方體抗壓強度降低[28]。三點抗折試驗棱柱體破壞面位于跨中，僅當PVA纖維成團位于跨中附近時，其抗折強度才可能受到影響。綜上，PVA纖維摻量是影響ECC抗壓強度的關鍵因素，而增加粉煤灰和PVA纖維摻量均能提高ECC抗折強度。

此外，圖7顯示粉煤灰摻量從35%提高至52%時，不同纖維摻量的ECC抗拉強度均降低了約0.6 MPa。由于1.0%纖維摻量的ECC抗拉強度顯著高于其余纖維摻量配比，隨著PVA纖維摻量增大，粉煤灰對ECC抗拉強度的影響先減小后增大。綜上，ECC抗拉強度主要由PVA纖維摻量控制，而增加粉煤灰摻量也會降低ECC的抗拉強度。

2 ECC抗壓強度的尺寸效應

混凝土尺寸效應直接關系到其真實抗壓強度和承載性能。由于ECC中亂向分布的PVA纖維可延緩、約束基體裂縫，使其具有良好的韌性和多裂縫開展能力，其抗壓尺寸效應將區(qū)別于脆性破壞的普通混凝土。為研究ECC的抗壓性能尺寸效應，在前述最佳配合比(配合比2)基礎上，對不同養(yǎng)護環(huán)境下ECC抗壓尺寸效應展開研究。

2.1 試驗概況

2.1.1養(yǎng)護條件

為探究不同養(yǎng)護環(huán)境下ECC的抗壓尺寸效應，試驗參照GB/T 50081—2016和JIS A1805—2001《混凝土生產管理用試驗方法》，設計3種不同養(yǎng)護條件：

1)標準養(yǎng)護環(huán)境：試塊澆筑完成24 h后脫模，放入溫度為(20±2) ℃、相對濕度95%以上的標準養(yǎng)護箱中養(yǎng)護28 d。

2)濕熱養(yǎng)護環(huán)境：試塊澆筑完成24 h后脫模，與9月置于月平均溫度33 ℃、相對濕度80%的華南地區(qū)室外自然濕熱環(huán)境養(yǎng)護28 d。

3)溫水養(yǎng)護環(huán)境：試塊澆筑完成1 h后，將密封試模放入(55±2) ℃溫水中養(yǎng)護24 h，然后取出脫模室內常溫養(yǎng)護28 d。

在高校協同創(chuàng)新成為國家戰(zhàn)略的背景下，大學生創(chuàng)業(yè)教育作為高等教育的重要內容和辦學理念，也應該成為協同創(chuàng)新體系中的重要內容之一。協同創(chuàng)新是開放式的創(chuàng)新模式，強調組織內和組織外資源的挖掘和整合，具有開放、合作、共享等特點?；趨f同創(chuàng)新內涵梳理，我們可以這樣理解：協同是手段，創(chuàng)新是目的。創(chuàng)業(yè)教育協同就是把與創(chuàng)業(yè)教育相關的主體聯動起來，把相關資源整合起來，共同服務于創(chuàng)業(yè)教育的根本目標——創(chuàng)新。

其中，標準養(yǎng)護環(huán)境是ECC材性測試的基準養(yǎng)護條件，濕熱養(yǎng)護環(huán)境反映了華南地區(qū)常見的高溫潮濕氣候特征，溫水養(yǎng)護環(huán)境模擬了華南地區(qū)易發(fā)的強對流極端氣候特征。

2.1.2試件制作及測試

為探究不同養(yǎng)護環(huán)境下ECC的抗壓強度尺寸效應，參照GB/T 50081—2016和JGJ/T 70—2009，設計立方體試件尺寸分別為70.7 mm×70.7 mm×70.7 mm、100 mm×100 mm×100 mm和150 mm×150 mm×150 mm，棱柱體尺寸分別為70.7 mm×70.7 mm×140 mm、100 mm×100 mm×200 mm和150 mm×150 mm×300 mm。

3種養(yǎng)護環(huán)境下，每種尺寸分別制作3個試件，共計54個，采用量程為300 kN的C088-01壓力試驗機進行加載。

2.2 試驗結果及分析

2.2.1主要試驗結果

不同養(yǎng)護環(huán)境下，3種尺寸的立方體破壞形態(tài)與圖1基本一致，養(yǎng)護環(huán)境和試件尺寸對ECC棱柱體破壞形態(tài)影響不明顯。圖8為棱柱體試塊的典型裂縫分布情況。加載過程中，可聽到PVA纖維的拉斷和拔出的聲響，破壞后裂縫與棱柱體澆筑面呈30°～40°夾角。受PVA纖維橫向約束作用的影響，加載過程中未觀察到ECC脆性剝落，且試件破壞后整體性較好。

圖8 ECC棱柱體受壓破壞形態(tài)Fig.8 The compressive failure mode of prism specimens

表4為3種養(yǎng)護環(huán)境下不同尺寸試件得到的ECC抗壓強度試驗結果?？梢园l(fā)現，同種養(yǎng)護條件下，ECC的抗壓強度隨試件尺寸增大總體呈先提高后降低的變化趨勢；不同養(yǎng)護條件下，相同尺寸試件得到的ECC抗壓強度差異明顯。隨著養(yǎng)護環(huán)境溫度不斷升高，由邊長100 mm和150 mm立方體得到的ECC抗壓強度先增大后減小，邊長70.7 mm立方體得到的抗壓強度先增大后趨于穩(wěn)定；由100 mm×100 mm×200 mm和150 mm×150 mm×300 mm棱柱體得到的ECC軸心抗壓強度先降低后趨于穩(wěn)定，70.7 mm×70.7 mm×140 mm棱柱體得到的軸心抗壓強度呈先增大后減小趨勢。究其原因，隨著養(yǎng)護環(huán)境溫度升高，ECC中膠凝材料水化速度加快且漸趨充分[6,9]，立方體抗壓強度整體呈增大趨勢。對于邊長為100 mm和150 mm的立方體，由于試塊體積和理論厚度較大，水化加速導致內部缺陷增多，立方體抗壓強度略有減小。與此類似，隨著養(yǎng)護溫度升高，試塊體積和理論厚度均較小的70.7 mm×70.7 mm×140 mm棱柱體軸心抗壓強度逐漸增大，而體積和理論厚度均較大的100 mm×100 mm×200 mm和150 mm×150 mm×300 mm棱柱體軸心抗壓強度整體呈減小趨勢。

表4 ECC抗壓尺寸效應試驗結果Table 4 Test results for compressive size effect of ECC MPa

2.2.2抗壓強度尺寸效應

以邊長為100 mm的立方體抗壓強度(fcu100)為基準立方體抗壓強度，圖9給出了3種養(yǎng)護環(huán)境下ECC立方體抗壓強度fcui與fcu100的比值分布。

立方體尺寸單位為毫米。圖9 ECC立方塊抗壓強度尺寸效應系數Fig.9 The size effect coefficient for compressive strength of cubic ECC specimens

可以發(fā)現，除溫水養(yǎng)護環(huán)境下的fcu70.7與fcu100接近外，其余各組試件得到的fcui/fcu100均小于1.0。這是由于試驗采用的PVA纖維長度達到12 mm，邊長100 mm立方體相對70.7 mm立方體尺寸更大，更利于發(fā)揮其內部PVA纖維的橋接增韌阻裂作用。而對于邊長150 mm的立方體，增大立方體尺寸雖更好地發(fā)揮了PVA纖維的增韌阻裂作用，但也使立方體內部缺陷顯著增多，測得的立方體抗壓強度相對基準強度也有所降低。

標準養(yǎng)護條件下的fcu70.7/fcu100和fcu150/fcu100分別為0.83和0.80，濕熱養(yǎng)護條件下的fcu70.7/fcu100和fcu150/fcu100分別為0.92和0.83，溫水養(yǎng)護條件下的fcu70.7/fcu100和fcu150/fcu100分別為1.02和0.71，3種養(yǎng)護環(huán)境下的立方體抗壓強度平均比值為fcu70.7∶fcu100∶fcu150=0.93∶1.00∶0.78。文獻[15]給出的ECC抗壓強度比值為fcu70.7∶fcu100∶fcu150=1.03∶1.00∶0.95，而文獻[21]給出的相應比值為fcu40∶fcu70.7∶fcu100=1.04∶1.00∶1.07?？梢园l(fā)現，不同學者得到的ECC立方體抗壓強度比值差異較大。這是由于ECC中包含大量柔性PVA纖維，隨著立方體尺寸增大，纖維的橋接增韌阻裂作用逐漸增強，而ECC內部缺陷也迅速增多，兩者共同作用導致得到的ECC立方體抗壓強度尺寸效應有所差異。

以尺寸為100 mm×100 mm×200 mm的棱柱體抗壓強度(fc100)為基準軸心抗壓強度，圖10給出了3種養(yǎng)護環(huán)境下ECC軸心抗壓強度fci與fc100的比值分布。可以看出，與立方體抗壓強度尺寸效應類似，除濕熱養(yǎng)護下fc70.7高于fc100外，其余試件得到的fci/fc100均小于1.0。標準養(yǎng)護條件下的fc70.7/fc100和fc150/fc100分別為0.81和0.92，濕熱養(yǎng)護條件下的fc70.7/fc100和fc150/fc100分別為1.21和0.91，溫水養(yǎng)護條件下的fc70.7/fc100和fc150/fc100分別為0.87和0.97，3種養(yǎng)護條件下的ECC軸心抗壓強度平均比值為fc70.7∶fc100∶fc150=0.96∶1.00∶0.93。文獻[22]得到的ECC軸心抗壓強度隨尺寸增大規(guī)律與本試驗結果相同，給出的fc40∶fc70∶fc100=0.96∶1.00∶0.90。而文獻[21]發(fā)現ECC軸心抗壓強度隨試件尺寸增大先減小后增大，給出的fc40∶fc70∶fc100=1.04∶1.00∶1.18。可見，ECC的軸心抗壓強度尺寸效應與普通混凝土軸心抗壓強度隨尺寸增大逐漸減小的規(guī)律并不一致，其原因與立方體抗壓強度尺寸效應的原因相同。

棱柱體尺寸單位為毫米。圖10 ECC軸心抗壓強度尺寸效應系數Fig.10 The size effect coefficient for axial compressive strength of ECC specimens

2.2.3抗壓強度的尺寸換算系數

標準養(yǎng)護條件下，ECC的立方體抗壓強度尺寸換算系數為fcu70.7∶fcu100∶fcu150=0.83∶1.00∶0.80，軸心抗壓強度尺寸換算系數為fc70.7∶fc100∶fc150=0.81∶ 1.00∶0.92；濕熱養(yǎng)護條件下，立方體抗壓強度尺寸換算系數為fcu70.7∶fcu100∶fcu150=0.92∶1.00∶0.83，軸心抗壓強度尺寸換算系數為fc70.7∶fc100∶fc150=1.21∶1.00∶0.91；溫水養(yǎng)護條件下，立方體抗壓強度尺寸換算系數為fcu70.7∶fcu100∶fcu150=1.02∶1.00∶0.71，軸心抗壓強度尺寸換算系數為fc70.7∶fc100∶fc150=0.87∶1.00∶0.97。

可以發(fā)現，除溫水養(yǎng)護條件下邊長為70.7 mm的立方體抗壓強度尺寸換算系數接近1.0外，其他養(yǎng)護條件下的立方體抗壓強度尺寸換算系數均小于1.0。這是由于試驗采用的PVA纖維較長，邊長70.7 mm立方體因尺寸較小不利于纖維橋接增韌阻裂作用的發(fā)揮，致使強度相對基準強度(fcu100)有所降低。溫水養(yǎng)護由于溫度最高，膠凝材料水化更充分，促進了ECC強度的發(fā)展，使得該養(yǎng)護條件下fcu70.7與fcu100接近。對于邊長150 mm的立方體，增大立方體尺寸雖更好地發(fā)揮了纖維的增韌阻裂作用，但也使立方體內部缺陷顯著增多，導致fcu150相對fcu100的尺寸換算系數均小于1.0。

此外，除濕熱養(yǎng)護條件下70.7 mm×70.7 mm×140 mm棱柱體軸心抗壓強度尺寸換算系數大于1.0外，其他養(yǎng)護條件下各尺寸試件的軸心抗壓強度換算系數均小于1.0。其原因與立方體抗壓強度尺寸換算系數類似，由于70.7 mm×70.7 mm×140 mm尺寸較小限制了PVA纖維的橋接增韌阻裂作用，導致fc70.7相對fc100要小。濕熱養(yǎng)護相對濕度最低，70.7 mm×70.7 mm×140 mm棱柱體具有相對較小的理論厚度，有利于水分向試件內部擴散，從而促進膠凝材料水化，使得fc70.7相對其他尺寸試件更大。

3 結束語

以粉煤灰、PVA纖維、養(yǎng)護環(huán)境和試件尺寸為基本參數，對適于我國華南自然濕熱環(huán)境的ECC合理使用配合比和抗壓強度尺寸效應進行研究，探討了不同因素對ECC抗壓、抗折和劈裂抗拉強度的影響，得到了不同養(yǎng)護環(huán)境下的ECC抗壓強度尺寸效應系數，主要結論如下：

1)PVA纖維的橋接作用可顯著改善ECC水泥基體的阻裂能力，并在一定程度上起到增強作用，但過量的PVA纖維將使ECC內部纖維結團而降低其抗壓強度。

2)增大粉煤灰摻量會導致ECC立方體抗壓強度、抗折強度和劈裂抗拉強度降低，但有利于改善PVA纖維和基體的界面特性。

3)ECC抗壓強度主要受PVA纖維控制，提高纖維摻量有利于增強ECC抗折強度，但會降低其抗拉強度，華南自然濕熱環(huán)境下，粉煤灰摻量為35%、PVA纖維摻量為1.0%的ECC配合比綜合性能最佳。

4)ECC的立方體抗壓強度和軸心抗壓強度隨試塊尺寸增大先提高后降低，小尺寸試塊受環(huán)境因素的影響相對較大。標準養(yǎng)護、濕熱養(yǎng)護、溫水養(yǎng)護下的立方體抗壓強度尺寸效應平均系數為fcu70.7∶fcu100∶fcu150=0.93∶1.00∶0.78，軸心抗壓強度尺寸效應平均系數為fc70.7∶fc100∶fc150=0.96∶1.00∶0.93。