3D打印高延性水泥基复合材料的单轴受拉和受压行为

摘要

为探究不同成型方式对聚乙烯(PE)高延性水泥基复合材料(ECC)单轴受拉及受压力学性能的影响,基于现浇和3D打印2种成型方式,测试了现浇ECC及打印ECC的轴心受拉及轴心抗压应力-应变关系曲线。结果表明:3D打印成型方式使得试件的极限拉伸强度略有降低,拉伸延性却有大幅提升。纤维体积掺量不变的条件下,6 mm和12 mm纤维的混杂不会明显改变ECC的单轴抗压强度。打印ECC的抗压强度表现出明显的各向异性,其抗压强度相当于现浇ECC的60%〜70%,Z方向强度最高,义方向次之,X方向强度最低。打印ECC弹性模量无明显变化规律,义和F方向的Poisson比比现浇ECC高。建立了适用于现浇ECC和3D打印ECC的单轴受压应力•应变本构关系模型,并将模型与试验结果对比,验证该模型的准确性,为3D打印ECC构件和结构的计算分析提供了理论依据。