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近年来,一种被称之为工程用水泥基复合材料(ECC)的高性能纤维增强水泥基材料得到了广泛关注,而功能梯度混凝土作为工程领域内的一个重要分支,其最大特点是将普通混凝土和ECC分层浇筑,普通混凝土层与ECC层能否协调工作是功能梯度混凝土推广使用的重要因素。为了解决功能梯度混凝土界面有效粘结的问题,本文针对影响ECC与混凝土层间界面粘结的主要因素进行了试验研究。本课题为国家自然科学基金项目(E080504)“高强钢筋功能梯度混凝土梁的受弯性能及其设计方法研究”资助。本文主要研究工作如下:(1)通过150mm×150mm×150mm功能梯度混凝土试件的双面剪切试验,研究了混凝土强度等级、界面增强工艺以及ECC厚度三种参数对功能梯度混凝土层间界面粘结强度的影响,试验结果表明:混凝土强度等级、界面增强工艺、ECC厚度等因素对功能梯度混凝土界面粘结强度存在显著的影响,但是影响的幅度却各不相同。(2)通过150mm×150mm×150mm功能梯度混凝土试件的劈裂抗拉试验,考察了混凝土强度等级、界面增强工艺以及ECC厚度和功能梯度混凝土的关系,试验结果表明:随着混凝土强度等级的提高,功能梯度混凝土的劈裂抗拉强度有所增加;不同的界面处理对功能梯度混凝土的劈裂抗拉强度有着显著影响;ECC厚度的改变对功能梯度混凝土劈裂抗拉强度的影响呈现出不同的变化趋势。(3)通过150mm×150mm×300mm功能梯度混凝土试件的弹性模量试验,分析了混凝土强度等级、界面增强工艺以及ECC厚度等因素的影响,试验结果表明:通过控制混凝土强度指标实现对功能梯度混凝土弹性模量的调整,为其在工程实践中的应用提供参考。(4)采用扫描电子显微镜研究功能梯度混凝土功能层界面的水化产物及分布等微观结构和界面表征;采用电子探针X射线能谱仪显微分析功能梯度混凝土功能层界面中微小区域的化学元素及元素百分数。(5)介绍了常用的复合材料界面理论,指出了复合材料界面是影响复合材料工作性能的重要因素,另外也为复合材料的界面优化提供了设计思路。