：以 混 凝 土 为 基 体 材 料 ，将 短 切 形 状 记 忆 合 金 (SMA)纤 维 和 钢 纤 维 分 别 掺 入 到 混 凝 土 中制 备 得 SMA 纤 维 智 能 混凝 土 材 料 和 铜 纤 维 智 能 混凝 土材 料 通过 对 不 同 的 纤 维 的 种 类 和掺 量 下 的 混 凝 土 材 料 压 缩 、弯 曲和 劈 裂 试 验 ，对 SMA纤维智能混凝土材料的力学性能进行 了实验 室分析。结果表 明，与纯混凝土材料相比 ，SMA 纤维与铜 纤 维智 能混凝 土材料的抗压 、抗 弯和抗 剪切 性能明显提 高；当 SMA纤 维体 积掺 量为 1％时 ，其相 应的力 学性 能较纯混 凝 土材 料 高 30％-50％；当混 杂体 积掺 量 为 2％时 ，其 力学 性 能 较 1％时 高 20％~40％ ，而 "-3 SMA 纤 维 体 积 含 量 为 3％时 ， 其 力 学 性 能 相较 前 两 者 均 降低 ：SMA 智 能 混 凝 土 材 料 的力 学性 能低 于相 同 掺 量 的钢 纤 维 混凝 土 材 料 。 关 键 词 ：形 状 记 忆合 金 ：钢 纤 维 ；智 能 混凝 土材 料 ；力 学性 能 Abstract：The SMA fiber concrete compositesare prepared by using the concrete as the matrix material，and the short—cutSMA fiberand steelfiberastheinclusions．The mechanicalpropertiesofthe smart fiberconcrete composites with differentfibe~ such ascompression．bendingandsplittingaretested．11heresultsshow thatcomparedwithpurecon— cretematerial。theanti—pressure，anti—bending and shearperformanceofsmartconcretematerialwith SMA fiberand steel fiberarebetter．W hen thevolumefractionoftheSMA fiberis 1％ ．the mechanicalperformance ofthecomposite increases bv 30％ ～50％ ．when thevolume fraction oftheSMA fiberis2％ ，themechanicalperform ance ofthecomposite increases bv20％ ～40％．whilethemechanicalperform anceislowerdownwhenthevolumefraction oftheSMA fiberis3％ ．Theme— chanicalperformanceofSMA smartconcrete islowerthan thatofsteelfiberconcretecompositesunderthe same volume fractionofsteelfiber． Key words：Shapememoryalloy；Steelfiber；Smarteoneertecomposites；Mechanicalperform ance 中 图 分 类 号 ：TB33 文 献 标 识 码 ：A 文 章 编 号 ：1000—4637(2014)04—47—05 0 前 言作 为最 主要 的建 筑 结 构形 式 之 一 ，混 凝 土 材料 的 研 究 和 应 用 在 土 建 领 域 起 到 非 常 重 要 的 作 用 。 2008年汶 川地 震 和最 近 的雅 安地 震 中 ，我 国居 民 伤 亡惨 重 ，据 有 关调 查 研究 ，90％～95％的伤亡 是 由建 筑物 倒塌 造成 的。这主 要是 由于混凝 土是 一种 多孔 性脆 性 材料 ，在 使用 过 程 中和周 围环境 的影 响 下不 可 避免 地 会 产生 裂 缝 和局 部损 伤 ，尤其 是 在 外 来荷 载及 地 震 情 况下 ，使 居 民的 生命 财 产受 到很 大 程度 的威 胁 。因此 ，如何 减少 建筑 物 的倒塌 ，使 混凝 土及 其结 构 自动适 应 环境 ，在 受 到损 伤 时 能 自行 修 复 ， 是解 决 结 构 中混 凝 土损 伤 、改 善 结 构抗 灾 性 能 的 最 佳途 径 ，已成 为土 木工 程领 域 的研究 热 点『l_3]。 由于 形 状 记 忆 合 金 (ShapeMemoryAlloy，简 称 SMA)材 料具 有形 状 记忆 效应 、伪 弹性 、高强 度 比 、耐 腐 蚀 、耐磨 损 等 许 多 特 有性 能 ，形 状 记 忆 合 金 及 其 复合 材 料 引起 了智能 材 料研 究 领 域 的广 泛 关 注l4_q。 基金项 目：国家 自然科学基 金项 目fl1132003和 l1172033)$11 国家大学生创新创业训练计划项 目fIECAUC13020)资助。 SMA可 以有效 地 自修 复混 凝 土 产生 的裂缝 ，提高 混 凝 土 结构 的阻 尼耗 能能 力 ，且 SMA本 身作 为抗 拉 材 料 具 有强度 高 、耐腐 蚀 等优 点 。因此 ，专 家 和学者 们 提 出了智 能形 状记忆 合 金混凝 土 结构 的概 念_7l。 近年来 ．国 内外 工 程界研 究 人员对 SMA材料 的 力 学性 能进 行 了全 面细 致 的研 究 ，并且 将 SMA材 料 与混凝 土 结合 ，利用 SMA 良好 的力学 性 能来 改善 混 凝 土 构件 的力 学性 能并 控制 其变 形 和裂缝 。已有 的 智 能 SMA混 凝 土 材料 的研 究 中 ，一 种 是结 构 外 置 SMA的应 用 ．诸 如 周 黎 黎等 用 SMA筋 取 代外 置 预 应 力 筋制 成无 粘 结 SMA智 能混 凝 土梁 [8_01。逐 级 对 梁施 加压 力 ，当梁 出现 裂缝 时 ，对 SMA筋 通 电激励 ， 使 其 通 过形 状 记 忆特 性产 生 收 缩 ，进 而 达 到 闭合 梁 裂缝的 目的。然而对于如何有效合理地通过电击使 其 发 生相 变 ，以及如 何控 制 温度对 SMA 相变 的影 响 等问题还没有详细讨论 。另一种是混凝土结构内置 SMA的情 况 。诸 如 匡亚川 、欧进 萍 等研 究 了在 混 凝 土梁 内部 预埋 SMA丝 ，与修复 纤维 管共 同工 作 ，使 其拥有 了自我检测和 自我修复的功能lll2]。当梁受

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