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传统水泥混凝土脆性大,使其应用受到一定限制。基于断裂力学和微观力学设计的应变硬化水泥基复合材料(SHCC),表现出高延展性和优异韧性,但仍有收缩大及耐久性等问题亟待解决。本论文在研究了基体组成对于普通硅酸盐水泥(OPC)为主要胶凝材料的SHCC基本力学性能影响规律的基础上,根据硫铝酸盐水泥(SAC)的微膨胀特性、超吸水树脂(SAP)的内养护作用以及可再分散性乳胶粉(VAE)的高粘结性能,研究了改变胶凝材料、外掺SAP和VAE等对SHCC基本力学性能、体积稳定性能和耐久性能的影响规律,揭示了其内在机理,提出了兼顾力学性能、体积稳定性能和耐久性能的技术方法。本论文进行的主要工作和取得的主要创新成果如下:(1)通过基本力学性能试验研究了水胶比、砂胶比、粉煤灰掺量等基体组成对SHCC基本力学性能的影响规律,结果表明在适当范围内水胶比的提高、砂胶比的减小和粉煤灰掺量的增大都有利于SHCC多缝开裂特征和应变硬化性能的发挥,提高了SHCC的极限拉伸应变,但同时会降低SHCC的抗压强度和抗折强度。研究了SAC-SHCC、SAP-SHCC、VAE-SHCC的基本力学性能,结果表明相较于OPC-SHCC,SAC-SHCC具有更好的延性,其极限拉伸应变可达到4.4%,增长了39%,但其抗压强度和抗折强度小幅度降低;SAP的掺加也可以提高SHCC的极限拉伸应变,当SAP掺量为0.4%时,SAP-OPC-SHCC和SAP-SAC-SHCC极限拉伸应变分别达到4.4%和5.0%,其抗压强度和抗折强度均随SAP掺量的增加而减小;VAE-SHCC在单轴拉伸试验中在较少裂缝稳定开裂的情况下其极限拉伸应变仍能保持在3%以上,裂缝平均宽度相应增大,随着VAE掺量的增加,VAE-SHCC的抗压强度减小的同时其抗折强度小幅增大。(2)通过干燥收缩变形试验研究了SAC、SAP和VAE对SHCC体积稳定性能的影响规律,结果表明相较于OPC-SHCC,SAC-SHCC具有良好的体积稳定性能,其90天干燥收缩应变保持在400?10-6以下,相较于OPC-SHCC降低了72%;SAP和VAE均具有保水性能,能有效减小SHCC的收缩变形,随着SAP掺量和VAE掺量的增大,SAP-SHCC和VAE-SHCC的干燥收缩应变随之减小,且SAP对于SHCC体积稳定性能的改善效果优于VAE。(3)通过抗氯离子渗透试验和抗硫酸盐侵蚀试验研究了SAC、SAP和VAE对SHCC耐久性能的影响规律,结果表明SAC-SHCC具有较好的抗氯离子渗透性能,SAP的掺加对于SHCC的抗渗透性能无明显影响,而VAE会增大SHCC基体的孔隙率,从而降低了其抗氯离子渗透性能。在硫酸盐侵蚀作用下,相较于OPC-SHCC,SAC-SHCC具有较好的延性,而SAP和VAE的掺加对于OPC-SHCC的抗硫酸盐侵蚀性能无明显改善效果。