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'''工程用水泥基复合材料'''（'''ECC'''），也被称作“可弯曲的混凝土”，是一种由特别筛选的短纤维（通常是合成纤维，即聚合物纤维）随机分布于便于模板成型的砂浆制成的加强复合材料 。 与普通混凝土不同，ECC可以达到3-7%的应变值<ref name="ECC">{{cite web|title=A brief introduction to ECC and ECC technology network |url=http://www.engineeredcomposites.com/html/introduction.html |accessdate=2014-05-25 |work=Engineeredcomposites.com |deadurl= |archiveurl=https://web.archive.org/web/20071115080343/http://www.engineeredcomposites.com/html/introduction.html |archivedate=2007-11-15 }}</ref>，相比而言，普通[[波特兰水泥]]（或普通硅酸盐水泥，即OPC）只有0.1%。因此ECC表现得更像可延展的金属材料而不是的如玻璃一样的脆性材料（普通混凝土就呈现脆性特征）， 故而拥有广泛的应用范围。

==发展==

不同于普通的纤维加强混凝土，工程用水泥基复合材料（ECC）是一种由微观力学（微观弹性力学系统）设计而得的材料<ref>V.C. Li: ''From mechanics to structural engineering - The design of cementitious composites for civil engineering applications''  Structural Engineering/Earthquake Engineering (1993) 10:37s-48s</ref> <ref>Li, M., and Li, V. C., “Rheology, Fiber Dispersion, and Robust Properties of Engineered Cementitious Composites, “ Materials and Structures, 46 (3): 405-420, 2012. </ref>。只有当水泥基材料是基于微观力学和[[断裂力学]]理论设计成型，从而具有高弹性延展性的特征，才能称之为ECC。 因此ECC不是一种固定的材料设计方法，而是在不同的研究、发展和应用阶段都具有广泛意义的主题。目前，ECC材料的种类正在逐步增加。ECC的设计方法尽管是单门别类，但是它的发展需要结合统一纳米级、微观级、宏观级尺度的材料研究，同时让这些在不同尺度上的材料系统有序地组合工作。

ECC看起来很像以普通硅酸盐水泥为基底的混凝土，然而ECC可以在应变中产生大的变形（或是弯曲）<ref name="ECC"/> 。主导ECC的学科发展的研究机构有：[[密歇根大学]]， [[休士頓大學]]， [[代尔夫特理工大学]]， [[东京大学]]， [[布拉格捷克理工大学]]，和[[史丹佛大學]]。传统的混凝土缺乏延展性，在高应变（弯曲变形）下很容易破坏，表现出脆性破坏的特征，正是这个不足促成了ECC 的发展。

==材料特性==

ECC有许多独特的特性，包括：受拉性能优于其它[[纤维加强复合材料]]，和普通混泥土一样易于浇筑成型，纤维用量很少 （约占总体积的2%），裂缝小，以及没有各向异性的平面特征。<ref>M.D. Lepech and V.C. Li: “Large scale processing of Engineered Cementitious Composite.” ACI Materials Journal (2008) 105:358-366.</ref>这些特性很大程度上得益于纤维和水泥基底经过微观力学“量体裁衣”式设计后的相互作用。特别是，这些纤维只允许出现许多特定宽度的微裂缝，而不是和普通混凝土一样的少数几条大裂缝，这就使得ECC能够产生大变形而不会破碎性失效。

{| class="wikitable"
|-
!ECC 材料特性!!数值
|-
|极限拉应力 (<math>\sigma_{cu}</math>)
|4.6 MPa
|-
|极限应变 (<math>\varepsilon_{cu}</math>)
|5.6 %
|-
|初始裂缝应力 (<math>\sigma_{fc}</math>)
|2.5 MPa
|-
|初始裂缝应变 (<math>\varepsilon_{fc}</math>)
|0.021 %
|-
|弹性模量 (<math>E</math>)
|22 GPa
|}

== 与其它复合材料的比较 ==

{| cellpadding=2 cellspacing=2 border="1" style="margin: 0 0 1em 1em; border: 1px #aaaaaa solid; border-collapse: collapse;"
|- bgcolor="#efefef"
!性质 !! FRC !! 普通HPFRCC !! ECC
|-
|设计方法 || 无 || 高纤维用量 || 基于微观力学设计，减少纤维体积率（Volume fraction），减少造价、方便加工
|-
|纤维|| 任何类型，其体积率通常小于2%； 若使用钢纤维直径（df）在500<math>\mu m</math>左右 || 大部分使用钢纤维，体积率通常大于5%；直径150<math>\mu m</math>左右 || 特制的聚合物纤维，体积率通常小于2%；直径小于50<math>\mu m</math>
|-
|混合物 || 粗骨料 || 细骨料 || 控制混合物的粗糙度和缺陷尺寸；细沙
|-
|界面 || 不控制 || 不控制 || 控制化学和摩擦粘结来联系材料间性能
|-
|力学性能 || 应变软化 || 应变硬化 || 应变硬化
|-
|拉应变 || 0.1% || <1.5% || >3% （通常）； 8% 最大 
|-
|裂缝宽度 || 无法预估||通常数百微米，超过1.5%应变后无法估计|| 在应变硬化阶段小于100微米<ref name="ECC"/>
|}
注释：FRC=纤维加强水泥  HPFRCC=[[高性能纤维加强水泥基复合材料]]
==參考文獻==
<references/>

[[Category:复合材料]]
[[Category:建筑材料]]
[[Category:土木工程]]