多尺度纤维增强水泥基复合材料的优化设计和性能研究(2)
2.3.6 掺入高含量钢纤文的水泥基复合材料制备 7
2.4 养护 9
2.5 强度测试 9
2.5.1 混凝土试件抗弯强度测试方法 9
2.5.2 混凝土试件抗压强度测试方法 10
3 结果与讨论 12
3.1 掺入钢纤文的试样 12
3.2 掺入混杂有钢纤文、PVA纤文的试样 13
3.3 掺入混杂有长钢纤文、PVA纤文的试样 14
3.4 掺入混杂有钢纤文、碳化硅晶须的试样 15
3.5 掺入混杂有钢纤文、玄武岩纤文的试样 16
3.6 掺入混杂有钢纤文、PVA纤文和玄武岩纤文的试样 17
3.7 不同组试样性能的比较分析 20
3.8 采用浇筑法并掺入6%含量的钢纤文的试样 23
结 论 25
致 谢 26
参考文献27
1 引言（绪论）
随着中国的经济发展步入新常态，传统的第二产业走到了十字路口，对于水泥混凝土行业亦是如此。因此，发展高性能指标、高技术含量的混凝土才是务实之举。十几年来的大量科学研究已经证实，含水量对于混凝土力学性能与耐久性等性质有着直接的影响，降低含水率能改善混凝土性能；同时研究发现，在混凝土基体中掺入纤文，可以使混凝土材料的抗弯强度和抗压强度得到显著提高[1]。
1.1 超高性能混凝土
超高性能混凝土（UHPC, Ultra High Performance Concrete），也称活性粉末混凝土，是近三十年的水泥基工程材料中，最具技术性、创新性的材料。UHPC是一种具有超高耐久性和超高力学性能的新型水泥基复合材料[2，3]。近些年，它已经成为混凝土材料发展的主要趋势，并被越来越广泛地应用于工程建设中。
UHPC作为一种相较于普通混凝土与高强度混凝土具有更高强度、更大韧性的新型水泥基复合材料，采用更细（粒径小于1mm）且更具活性的骨料，基体成分分布更加均匀，材料内部缺陷大量减少[4]并且含水率降低，从而获得超高强度和超高耐久性，其强度最高可达200MPa，抗弯强度也可达45MPa[5]；弹性模量相对普通混凝土和高强度混凝土增加，但其脆性依然较大且延展性差。
1.2 纤文增强水泥基复合材料
美国混凝土协会（ACI）对纤文增强混凝土下了如下定义：“纤文增强混凝土系含有细集料或粗、细集料的水硬性水泥与非连续的分散纤文组成的混凝土，连续的网片、织物与非连续的分散纤文组成的混凝土[6]。”
纤文增强混凝土的诞生，是为了改善混凝土的抗拉性能差、延性差等缺点，在混凝土中掺加纤文，从而改善混凝土性能，这一类研究发展得相当迅速。研究较多的有钢纤文、玻璃纤文、碳纤文、玄武岩纤文、PVA纤文和天然植物纤文混凝土等。
对于纤文增强混凝土的成因机制，目前主要提出了两大理论：复合材料理论和纤文间距理论。
复合材料理论：复合材料理论即是将纤文增强混凝土的性能看作是各项单一材料性能的集合，具有各个单一材料的综合性能，因而能够获得较好的强度、延展性及其他优良性能，使材料的性能得到质的飞跃。
纤文间距理论：该理论从线弹性断裂力学出发，认为如果要提高混凝土材料的强度，就应当减小甚至消除其内部本身的固有缺陷，材料的韧性取决于混凝土体内裂缝端部的应力集中系数[7]。在混凝土基体中掺入纤文可以弥补自身的缺陷，减少裂缝源的尺寸和数量，达到提高基体的强度目的，如果纤文的间距越小，即纤文越密集，则裂缝所引起的应力集中就越小，纤文增强混凝土的强度和韧性就越高。
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