第1章 绪论 1
1.1 PVA纤维水泥基复合材料的发展 1
1.2 PVA纤维水泥基复合材料的应用 3
1.3 PVA纤维水泥基复合材料的基本性能及其国内外研究现状 5
1.4 PVA纤维水泥基复合材料的耐久性能及其国内外研究现状 7
1.5 本书主要研究内容 9
第2章 PVA纤维水泥基复合材料单轴抗压性能 10
2.1 试验概况 10
2.1.1 试验材料 10
2.1.2 试验配合比 10
2.1.3 试件设计 11
2.1.4 试验方法 13
2.2 应力-应变曲线及分析 14
2.2.1 单轴受压过程分析 14
2.2.2 PVA纤维体积率对试件单轴受压应力-应变曲线的影响 16
2.2.3 钢筋约束对试件单轴受压应力-应变曲线的影响 17
2.2.4 硅粉对试件单轴受压应力-应变曲线的影响 18
2.3 峰值应力与峰值应变 18
2.3.1 PVA纤维水泥基复合材料棱柱体峰值应力分析 18
2.3.2 PVA纤维水泥基复合材料棱柱体峰值应变分析 20
2.4 应力-应变曲线理论方程 21
2.4.1 理论方程表达式 21
2.4.2 确定参数 21
2.4.3 理论曲线与试验曲线的比较 22
2.5 单轴受压韧性 23
2.5.1 韧性与韧性指标 23
2.5.2 PVA纤维对棱柱体试件单轴受压韧性的影响 25
2.5.3 钢筋约束对单轴受压韧性的影响 28
2.5.4 硅粉对棱柱体试件单轴受压韧性的影响 28
第3章 PVA纤维水泥基复合材料抗折、抗冲击及拉压比性能 30
3.1 试验概况 30
3.1.1 试件制作 30
3.1.2 抗折强度试验方法 31
3.1.3 弯曲冲击试验方法 32
3.1.4 拉压比试验方法 33
3.2 PVA纤维水泥基复合材料抗折强度 34
3.2.1 PVA纤维体积率对抗折强度的影响 34
3.2.2 粉煤灰和硅粉对抗折强度的影响 34
3.3 PVA纤维水泥基复合材料抗冲击性能 35
3.3.1 冲击破坏形态 35
3.3.2 冲击试验结果 35
3.3.3 初裂落锤数与破坏落锤数 36
3.3.4 冲击延性 37
3.3.5 冲击耗能 37
3.4 PVA纤维水泥基复合材料拉压比性能 38
3.4.1 试验结果 38
3.4.2 立方体抗压强度 39
3.4.3 劈裂抗拉强度 41
3.4.4 拉压比性能 42
第4章 PVA纤维水泥基复合材料抗渗性能与早龄期抗裂性能 43
4.1 试验概况 43
4.1.1 试件制作 43
4.1.2 抗渗性能试验方法 44
4.1.3 早龄期抗裂性能试验方法 45
4.2 PVA纤维水泥基复合材料抗渗性能 46
4.2.1 渗水深度试验结果 46
4.2.2 PVA纤维体积率对渗水深度的影响 46
4.2.3 粉煤灰、硅粉对渗水深度的影响 47
4.2.4 PVA纤维水泥基复合材料水压渗透系数 47
4.3 PVA纤维水泥基复合材料早龄期抗裂性能 49
4.3.1 早龄期抗裂性能试验结果 49
4.3.2 PVA纤维体积率对早龄期抗裂性能的影响 50
4.3.3 粉煤灰掺量对早龄期抗裂性能的影响 50
4.3.4 PVA纤维水泥基复合材料早龄期开裂机理 50
第5章 PVA纤维水泥基复合材料抗冻性能 52
5.1 试验概况 52
5.1.1 试件制作 52
5.1.2 试验方法 53
5.2 冻融试验结果与分析 54
5.2.1 冻融试验结果 54
5.2.2 冻融循环后试件表观形貌分析 55
5.2.3 PVA纤维体积率对抗冻性能的影响 55
5.2.4 粉煤灰、硅粉对抗冻性能的影响 57
5.3 冻融环境下PVA纤维水泥基复合材料力学性能研究 59
5.3.1 PVA纤维水泥基复合材料棱柱体抗压强度 59
5.3.2 PVA纤维水泥基复合材料棱柱体轴压变形性能 60
5.3.3 PVA纤维水泥基复合材料单轴应力-应变曲线 63
5.4 冻融环境下PVA纤维水泥基复合材料微观结构分析 65
5.4.1 试验仪器与试验内容 65
5.4.2 观察结果分析 65
5.5 基于GM（1,1）模型的PVA纤维水泥基复合材料抗冻性寿命预测 67
5.5.1 GM（1,1）模型的建立 67
5.5.2 GM（1,1）模型精度检验 68
5.5.3 PVA纤维水泥基复合材料抗冻寿命预测与分析 71
第6章 PVA纤维水泥基复合材料抗盐冻性能 74
6.1 试验概况 74
6.1.1 试件制作 74
6.1.2 盐冻与抗折强度试验方法 74
6.2 PVA纤维水泥基复合材料抗盐冻性能 75
6.2.1 盐冻试验结果 75
6.2.2 盐冻循环前后试件表观形貌分析 76
6.2.3 PVA纤维体积率对抗盐冻性能的影响 77
6.2.4 粉煤灰、硅粉对抗盐冻性能的影响 79
6.3 盐冻环境下PVA纤维水泥基复合材料抗折强度 80
6.3.1 试验现象分析 80
6.3.2 抗折强度分析 81
6.4 盐冻环境下PVA纤维水泥基复合材料微观结构分析 83
6.4.1 试验仪器与试验内容 83
6.4.2 观测结果分析 83
6.5 PVA纤维水泥基复合材料盐冻损伤与寿命预测 84
6.5.1 PVA纤维水泥基复合材料盐冻损伤破坏机理 84
6.5.2 PVA纤维水泥基复合材料盐冻损伤模型与寿命预测 85
6.6 氯盐环境对PVA纤维水泥基复合材料抗冻性能的影响 86
6.6.1 氯盐环境对外观形貌的影响 87
6.6.2 氯盐环境对质量损失率的影响 87
6.6.3 氯盐环境对相对动弹性模量的影响 88
6.6.4 氯盐环境对耐久性指数的影响 89
第7章 PVA纤维水泥基复合材料氯离子渗透性能 91
7.1 试验概况 91
7.1.1 试件设计 91
7.1.2 试验方法 92
7.2 氯离子渗透机理及其分析 95
7.2.1 PVA纤维对氯离子渗透性能的影响 95
7.2.2 粉煤灰对氯离子渗透性能的影响 97
7.2.3 浸泡方式对氯离子渗透性能的影响 100
7.3 氯离子结合能力 103
7.3.1 氯离子结合理论 103
7.3.2 氯离子结合规律及其分析 104
7.4 氯离子浸泡作用后PVA纤维水泥基复合材料微观结构分析 109
7.4.1 试验仪器与试验内容 109
7.4.2 扫描电镜观测分析 109
7.4.3 能谱分析 112
7.5 基于GM（1,1）模型的PVA纤维水泥基复合材料中氯离子浓度分析 115
7.5.1 GM（1,1）模型的建立 115
7.5.2 GM（1,1）模型的精度分析 116
7.5.3 PVA纤维水泥基复合材料氯离子浓度分析 118
第8章 PVA纤维水泥基复合材料抗硫酸盐侵蚀性能 119
8.1 试验概况 119
8.1.1 试件设计 119
8.1.2 试验方法 119
8.1.3 性能评价指标 120
8.2 全浸泡作用下PVA纤维水泥基复合材料抗硫酸盐侵蚀性能 121
8.2.1 表观形貌分析 122
8.2.2 抗压强度试验结果 124
8.2.3 剩余抗压强度比率 127
8.2.4 抗压抗蚀系数 128
8.2.5 质量变化率 129
8.2.6 体积变化率 132
8.3 干湿循环作用下PVA纤维水泥基复合材料抗硫酸盐侵蚀性能 134
8.3.1 表观形貌分析 134
8.3.2 抗压强度试验结果 135
8.3.3 剩余抗压强度比率 137
8.3.4 抗压抗蚀系数 139
8.3.5 质量变化率 140
8.3.6 体积变化率 142
8.4 硫酸盐侵蚀作用下PVA纤维水泥基复合材料微观结构分析 144
8.4.1 试验仪器与试验内容 144
8.4.2 硫酸盐溶液全浸泡作用下PVA纤维水泥基复合材料微观结构 144
8.4.3 硫酸盐溶液干湿循环作用下PVA纤维水泥基复合材料微观结构 148
第9章 PVA纤维水泥基复合材料与钢筋锚固性能 152
9.1 试验概况 152
9.1.1 试件设计 152
9.1.2 试验方法 155
9.2 黏结性能及其影响因素分析 157
9.2.1 试验结果与破坏形态 157
9.2.2 PVA纤维体积率对黏结性能的影响 161
9.2.3 相对保护层厚度对黏结性能的影响 162
9.2.4 锚固长度对黏结性能的影响 162
9.2.5 钢筋直径对黏结性能的影响 163
9.3 黏结-滑移本构关系 163
9.3.1 加载过程与试验现象分析 163
9.3.2 钢筋应力、黏结应力沿锚固长度的分布 164
9.3.3 连续本构模型 167
9.4 锚固长度及其可靠度分析 169
9.4.1 临界锚固长度 169
9.4.2 锚固极限状态方程与目标可靠指标 170
9.4.3 锚固可靠度分析 172
9.4.4 锚固长度建议设计计算公式 174
第10章 BP神经网络在PVA纤维水泥基复合材料研究中的应用 175
10.1 人工神经网络概述 175
10.1.1 人工神经网络与MATLAB神经网络工具箱 175
10.1.2 BP神经网络 177
10.2 基于BP神经网络预测PVA纤维水泥基复合材料抗冻性能 179
10.2.1 预测抗冻性能的BP神经网络模型 179
10.2.2 相对动弹性模量训练样本 180
10.2.3 确定BP神经网络结构 182
10.2.4 冻融环境下PVA纤维水泥基复合材料相对动弹性模量的预测与分析 184
10.3 基于BP神经网络预测PVA纤维水泥基复合材料抗盐冻性能 186
10.3.1 相对动弹性模量训练与预测样本 186
10.3.2 确定BP神经网络模型 189
10.3.3 盐冻环境下PVA纤维水泥基复合材料相对动弹性模量的预测与分析 190
主要参考文献 193