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纤维混凝土的增强机理
时间:2024-04-12来源:admin

    自1910年纤维混凝土问世以来,经过多年的不懈努力,其增强机理才逐渐发展起来。

    目前,对于混凝土中均匀而任意分布的短纤维对混凝土的增强机理存在着两种不同的理论解释:其一,为美国的J.P.Romualdi提出的“纤维间距机理”;其二,为英国的Swarny、Mamgat等提出的“复合材料机理”。

    (1)纤维间距机理 J.P.Romualdi提出的“纤维间距机理”,是根据线弹性断裂力学理论来说明纤维材料对于裂缝发生和发展的约束作用。这一机理认为:在混凝土内部原来就存在缺陷,欲提高这种材料的强度,必须尽可能地减小缺陷的程度、提高这种材料的韧性、降低内部裂缝端部的应力集中系数。

    纤维间距机理假定,纤维和基体间的黏结是完美无缺的。但是,事实却不尽如此,它们之间的黏结肯定有薄弱之处。因此,后来有人将间距的概念扩大到包括不同长度和直径的纤维,以及不同配合比的混合料,并提出了其他的间距计算公式。间距的概念一旦超出了比例极限就不再成立,因而还不能客观反映纤维增强的机理。

    (2)复合材料机理 复合材料机理的理论出发点是复合材料构成的混合原理。将纤维增强混凝土看作是纤维强化体系,并应用混合原理来推定纤维混凝土的抗拉和抗弯强度。在基体和纤维完全黏结的条件下,并在基体和连续纤维构成的复合体上(设纤维是同方向配置于基体中)施加拉伸力时,该复合体的强度是由纤维和基体的体积比和应力所决定的。

    在具体运用复合材料机理时,应当考虑复合体在拉伸应力方向上有效纤维量的比例和非连续短纤维的长度修正,尽量同实际情况相符。由这一原理发展出了纤维混凝土强度与纤维的掺入量、方向、细长比以及黏结力间的关系。