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PVA-ECC作为一种新型纤维增强水泥基复合材料，以微观力学理论和断裂力学理论为基础。在弯曲荷载作用下该材料表现出多缝开裂模式和应变硬化特性，表现出超高的韧性和良好的耐久性。
本课题利用国内PVA纤维造价低的优势，采用部分国产PVA纤维代替进口PVA纤维，达到这种复合材料国产化、本地化的目的。利用四点弯曲试验、立方体抗压试验，得到抗拉韧性优异的国产PVA纤维与进口PVA纤维的最优掺和比。本文结合国家自然科学基金资助项目(51108151)、国家重点基础研究发展计划（973计划）资助项目(2009CB623203)和河北省自然科学基金项目(E2012202097)开展了一系列的研究，主要内容总结如下:
1)坍落度试验表明，研究国产纤维和进口纤维掺入比例对复合材料流动性的影响。随着纤维总掺量的增加，扩展度越来越小，即流动性越来越小;在纤维总量不变的情况下，进口纤维掺入之后的流动性明显比国产纤维要好。
2)立方体试块的抗压试验得出:试块抗压强度随着总的纤维掺入量的增加而增大，抗压强度在27.8MPa～35.6MPa之间，此时的纤维掺入量分别为1.0％，2.0％。在PVA纤维的总的体积掺入量在2.0％时，随着国产纤维掺入比例的增加，抗压强度减小，抗压强度在31.8MPa～34.8MPa，此时的国产纤维掺入量为0.4％，1.0％。
3)四点弯曲试验得到PVA-ECC材料的荷载-挠度曲线、荷载-应变曲线。研究国产纤维和进口纤维掺入比例对材料的开裂荷载、开裂挠度、极限挠度、极限荷载的影响。采用“变形硬化系数法”对材料的弯曲韧性进行评价，得到韧性优异的国产PVA纤维与进口PVA纤维的最优组分。试验结果表明:
(1)极限强度和极限挠度随进口纤维掺量（即总的纤维掺入量）的增加呈现递增趋势。开裂强度和开裂挠度随纤维掺量的增强呈现一定的波动性;
(2)纤维掺入总量为2.0％时，极限强度和极限挠度随国产纤维掺量的增加呈现递减关系。开裂强度和开裂挠度随国产纤维掺量的增强呈现一定的波动性;
(3)通过观察试件多缝开裂模式破坏形态得出，第一条裂缝首先出现在三等分点处两个加载点中某一点周围，很快第二条裂缝会在另一个加载点附近出现。随着荷载的增大，在纯弯曲段内会随机的出现微细裂缝，裂缝的数量不断增加，体现了材料的应变硬化特性。试件的第一条微细裂缝会发展为主裂缝，最终导致试件破坏。
4)四点弯曲破坏后的试件做扫描电镜试验，得出PVA纤维的微观截面形状是圆形，以及PVA纤维在水泥基材料中分布状况，在弯曲荷载作用下纤维的拔出和拉断等破坏模式。
5)采用“变形硬化系数法DHI”评价材料的弯曲韧性。弯曲韧性因子计算分析得出:
(1)只掺入了进口纤维时，随着纤维掺入比例的增加，弯曲韧性因子逐渐增大。全部掺入2.0％的进口纤维时，σ200时的变形硬化系数DHI为1.18，σ150时的变形硬化系数DHI为1.70。
(2)当掺入了进口纤维和国产纤维，纤维的总掺入量为定值2.0％，随着国产纤维掺入比例的增加，弯曲韧性因子逐渐增大，说明复合材料的弯曲韧性增强。σ200时的变形硬化系数DHI为1.15，σ150时的变形硬化系数DHI为1.65，得出国产纤维和进口纤维的最佳掺和比是1∶3。
本课题利用国内PVA纤维造价低的优势，采用部分国产PVA纤维代替进口PVA纤维，达到这种复合材料国产化、本地化的目的。利用四点弯曲试验、立方体抗压试验，得到抗拉韧性优异的国产PVA纤维与进口PVA纤维的最优掺和比。本文结合国家自然科学基金资助项目(51108151)、国家重点基础研究发展计划（973计划）资助项目(2009CB623203)和河北省自然科学基金项目(E2012202097)开展了一系列的研究，主要内容总结如下:
1)坍落度试验表明，研究国产纤维和进口纤维掺入比例对复合材料流动性的影响。随着纤维总掺量的增加，扩展度越来越小，即流动性越来越小;在纤维总量不变的情况下，进口纤维掺入之后的流动性明显比国产纤维要好。
2)立方体试块的抗压试验得出:试块抗压强度随着总的纤维掺入量的增加而增大，抗压强度在27.8MPa～35.6MPa之间，此时的纤维掺入量分别为1.0％，2.0％。在PVA纤维的总的体积掺入量在2.0％时，随着国产纤维掺入比例的增加，抗压强度减小，抗压强度在31.8MPa～34.8MPa，此时的国产纤维掺入量为0.4％，1.0％。
3)四点弯曲试验得到PVA-ECC材料的荷载-挠度曲线、荷载-应变曲线。研究国产纤维和进口纤维掺入比例对材料的开裂荷载、开裂挠度、极限挠度、极限荷载的影响。采用“变形硬化系数法”对材料的弯曲韧性进行评价，得到韧性优异的国产PVA纤维与进口PVA纤维的最优组分。试验结果表明:
(1)极限强度和极限挠度随进口纤维掺量（即总的纤维掺入量）的增加呈现递增趋势。开裂强度和开裂挠度随纤维掺量的增强呈现一定的波动性;
(2)纤维掺入总量为2.0％时，极限强度和极限挠度随国产纤维掺量的增加呈现递减关系。开裂强度和开裂挠度随国产纤维掺量的增强呈现一定的波动性;
(3)通过观察试件多缝开裂模式破坏形态得出，第一条裂缝首先出现在三等分点处两个加载点中某一点周围，很快第二条裂缝会在另一个加载点附近出现。随着荷载的增大，在纯弯曲段内会随机的出现微细裂缝，裂缝的数量不断增加，体现了材料的应变硬化特性。试件的第一条微细裂缝会发展为主裂缝，最终导致试件破坏。
4)四点弯曲破坏后的试件做扫描电镜试验，得出PVA纤维的微观截面形状是圆形，以及PVA纤维在水泥基材料中分布状况，在弯曲荷载作用下纤维的拔出和拉断等破坏模式。
5)采用“变形硬化系数法DHI”评价材料的弯曲韧性。弯曲韧性因子计算分析得出:
(1)只掺入了进口纤维时，随着纤维掺入比例的增加，弯曲韧性因子逐渐增大。全部掺入2.0％的进口纤维时，σ200时的变形硬化系数DHI为1.18，σ150时的变形硬化系数DHI为1.70。
(2)当掺入了进口纤维和国产纤维，纤维的总掺入量为定值2.0％，随着国产纤维掺入比例的增加，弯曲韧性因子逐渐增大，说明复合材料的弯曲韧性增强。σ200时的变形硬化系数DHI为1.15，σ150时的变形硬化系数DHI为1.65，得出国产纤维和进口纤维的最佳掺和比是1∶3。