纤维增强混凝土的研究进展_倪敬达

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1、纤维增强混凝土的研究进展倪敬达于湖生（青岛大学纺织服装学院，青岛266071）摘要：介绍了纤维增强混凝土的机理、常用的增强纤维以及国内外的研究状况，评价与展望了纤维增强混凝土的特性和发展前景。关键词：纤维，增强混凝土，裂纹，断裂，基体，界面中图分类号：TU528.572文献标识码：C文章编号：1003-1324（2005）06-0040-05混凝土在使用过程中，特别是拉应力存在条件性能非常优良，但成本太高，因此应用范围也受到下，易产生裂纹而最终导致材料和结构的完全破坏。了很大的限制。而聚丙烯纤维由于其加工工艺简单、混凝土的强韧化多年来一直是力学界和材料学界致价格低廉、性能优异等特点，近年来在

2、国内外混凝力研究的跨学科的难题。土中得到广泛的推广应用。随着现代建筑技术的不断发展，对水泥混凝土2纤维增强混凝土国内外的发展概况提出了更高的要求，它正朝着高强度、高韧性、高阻裂、高耐久性、高体积稳定性和优良的工作性的2.1国际上的研究状况方向发展。研究表明，在水泥基体中随机分布一些掺入纤维材料以增强脆性材料的抗裂性能和韧纤维是提高混凝土的韧性、耐冲击性、抗渗性及耐性，已有悠久的历史，其技术可追溯到封建社会的收缩断裂性的有效途径。大量实验又证明，在混凝初期。我国劳动人民很早就应用在打垒的土墙中掺土中加入少量的纤维，混凝土的抗压强度变化不大，入稻草以提高墙体抗拉强度的技术，以及在传统的而混凝土的

3、抗弯强度、塑性收缩性能、抗渗性、抗抹灰墙面工艺中也常掺入草筋或纸筋以改善其阻裂冻性、抗冲击性、抗腐蚀性有明显提高。与抗拉性能，都体现了纤维增强复合材料的思想。关于纤维增强混凝土方面的最早报道始于1920年，1常用的增强纤维然而人们对纤维混凝土重新引起兴趣，深入研究这常用于增强混凝土的纤维有：各种化学纤维，种材料并在研究和应用中取得长足的进步还是近40如聚丙烯纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维、高强高模年的事。1963年美国学者Romualdi提出了“纤维阻聚乙烯纤维、芳香族聚酰胺纤维、聚丙烯腈纤维、钢裂机理”或（称纤维间距理论)，根据线弹性断裂力纤维、碳纤维、玻璃纤维等；各种天然纤维，如各学来解释纤

4、维对于裂缝的阻裂效应。后来英国种麻纤维、竹纤维、甘蔗渣纤维等。其中，应用较Swamy，Mangat提出了“复合材料机理”，从复合多的是钢纤维、碳纤维、聚丙烯纤维、玻璃纤维。钢材料的混合原理出发，将纤维增强混凝土看作纤维纤维性能优良，但因其使用成本高、易腐蚀，应用的强化体系，并用混合原理来推定纤维混凝土的抗环境有限，它没有消除混凝土固有的抗拉强度低、拉和抗弯强度。这两种理论得到了人们的广泛重视，韧性差的弱点，操作上也麻烦。玻璃纤维易折断、不也极大地促进了纤维混凝土的发展。耐碱，应用中有环境污染问题，在高碱的环境下10上世纪70年代初，美国研制出了熔钢抽丝法，年就损坏，从而引起内部强度和硬度下降

5、。碳纤维能廉价生产钢纤维，1980年代末美国混凝土协会.40.2006年第1期欢迎登录山东建材信息网http://www.sdjc.cn(ACI)544委员会首先制定了《钢纤维混凝土实验方强脆性基质复合材料，建立了拉伸断裂强度模型。法》，1983年日本土木工程学会制定了《钢纤维混凝对应力进行了详尽地分析，用纤维断裂Weibull统计土设计施工指南》，日本混凝土工程协会于1984年分布确定在复合材料中纤维的断裂机率和断裂位置。制定了《钢纤维混凝土实验方法标准》，这些标准为结果表明纤维的Weibull模量和纤维／基质界面剪大规模使用纤维创造了条件。1970年代中期，玻璃切应力显著影响复合材料的强

6、度和韧性。高Weibull纤维在混凝土中的应用实现了工业化。1980年代中模量的纤维导致复合材料的强度较低；高纤维／基期，碳纤维在混凝土中的应用也实现了工业化。质界面剪切应力导致复合材料的高强度、低韧性；1980年代后期，其他合成纤维增强混凝土相继实现中等的基质强度和纤维／基质界面剪切强度对复合工业化。30多年来，随着生产技术的发展，已解决材料强度无显著的影响。了FRC拌和物搅拌困难、纤维与混凝土的粘接力等2.2国内的研究状况问题，在重要道路路面、飞机跑道等防裂和抗冲磨我国对纤维增强混凝土的研究起步较晚，在要求高的工程，以及屋面或地下刚性防水的工程中1970年代末开始研制钢纤维，1980年代

7、以来已在许已发挥了显著的优势。多土木工程中使用，产生了良好的社会、经济效果。为了解释脆性材料的实际断裂强度与理论断裂中国工程建设标准化协会于1993年5月批准实施强度的巨大差异,Griffith(1920)提出了裂纹理论。他《纤维混凝土结构设计与施工规范》，规范的颁布极假定在实际材料中存在着裂纹，当名义应力还很低大地推动了钢纤维在公路路面、机场跑道、桥面、水时，裂纹尖端的局部应力已达到很高的数值，并导工、建筑