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1、學(xué)兔兔www.xuetutu.com2014年第3期混凝土與水泥制品2014NO．33月CHINACONCRETEANDCEMENTPR0DUCTSMarch混凝土多尺度特征與多尺度纖維增強(qiáng)理論研究進(jìn)展張聰，曹明莉，許玲(大連理工大學(xué)土木工程學(xué)院，116024)摘要：結(jié)合混凝土的多尺度特征與多尺度纖維增強(qiáng)理論，闡述了開展多尺度纖維增強(qiáng)混凝土研究的意義，總結(jié)了國(guó)內(nèi)外對(duì)于混凝土多尺度特征與采用多尺度纖維增強(qiáng)混凝土的研究現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了一種新型的多尺度纖維體系增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料關(guān)鍵詞：混凝土：多尺度；纖維增強(qiáng)Abstract：Accordingtothemulti-scalecharac
2、teristicandmulti-scalefiberreinforcingtheory，thesignificanceofmulti—scalefiberreinforcedconcreteisexpounded．Andtheresearchstatusofmulti—scalecharacteristicandmulti—scalefiberreinforcingtheoryissummarizedhomeandabroad．Baseonthisoverview，anewkindofmulti—sealefiberreinforcedcementbasedcomposite
3、isdesigned．Keywords：Concrete；Muhi—SCale：Fiberreinforcement中圖分類號(hào)：TU528．572文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1000—4637(2014)03—44—050前言的關(guān)注。通常．兩種不同種類或者相同種類但不同社會(huì)的高速發(fā)展伴隨著建筑材料尤其是混凝幾何特征的纖維被混雜應(yīng)用于混凝土材料中，可使土材料的不斷進(jìn)步。但混凝土材料存在抗拉強(qiáng)度纖維充分發(fā)揮各自的作用，甚至出現(xiàn)正混雜效應(yīng)。低、脆性明顯、易開裂、極限延伸率小以及動(dòng)態(tài)力學(xué)眾所周知，混凝土材料具有多尺度的結(jié)構(gòu)特性能差等缺點(diǎn)，使得混凝土構(gòu)筑物的安全性、耐久征，其微觀結(jié)構(gòu)影響著宏
4、觀結(jié)構(gòu)性能。在微觀尺度性、適用性和美觀性在很大程度上取決于混凝土材上，水泥水化產(chǎn)物(水化硅酸鈣凝膠、氫氧化鈣晶料性能的優(yōu)劣【ll。近年來。隨著超高層、大跨度、超大體、鈣礬石等)提供膠凝能力，構(gòu)成混凝土材料的微型}昆凝土構(gòu)筑物的出現(xiàn)．尤其是在復(fù)雜惡劣環(huán)境下觀結(jié)構(gòu)；在細(xì)觀尺度上，水泥和砂子構(gòu)成水泥砂漿，服役的混凝土構(gòu)筑物的日益增加、自然災(zāi)害頻繁發(fā)膠結(jié)石子構(gòu)成混凝土材料：在宏觀尺度上，石子與生、基礎(chǔ)設(shè)施老化問題的進(jìn)一步加劇等，使混凝土水泥砂漿組成混凝土材料，硬化成各種混凝土構(gòu)件材料面臨著新的挑戰(zhàn)，工程事故頻頻爆發(fā)，給人類和構(gòu)筑物(圖1)。帶來沉痛的災(zāi)難和巨大的經(jīng)濟(jì)損失[?？紤]到上述混
5、凝土材料的多尺度特征，使用單要減少因混凝土材料自身缺陷而導(dǎo)致的工程一纖維或者現(xiàn)在被廣泛研究的混雜纖維，并無法真事故，必須提高混凝土材料的韌性、延性、破壞過程正意義上實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土材料的有效增強(qiáng)。就像單一中的耗能能力、對(duì)裂縫的控制能力、耐久性及動(dòng)態(tài)粒徑的石子無法實(shí)現(xiàn)密實(shí)堆積一樣．只有加入小粒力學(xué)性能，有效手段之一是摻加纖維材料，配制高徑以及更小粒徑的石子、石粉．才能使體系達(dá)到密性能纖維增強(qiáng)混凝土材料(HPFRC)罔。近年來．纖維實(shí)堆積狀態(tài)。針對(duì)混凝土材料的多尺度特征，利用混凝土材料得到了廣泛的應(yīng)用，纖維材料的引入減與之匹配的多尺度纖維進(jìn)行各尺度上的增強(qiáng)，是提少甚至消除了混凝土的早期
6、收縮裂縫，減小了荷載高混凝土材料整體性能的有效手段。簡(jiǎn)而言之，使裂縫，將混凝土裂縫控制在有害程度允許范圍內(nèi)，用納米或者微米級(jí)纖維改善混凝土材料的微觀結(jié)提高了混凝土材料的韌性、延性等。纖維的增強(qiáng)作構(gòu)，限制材料內(nèi)部微觀尺度裂紋的產(chǎn)生與發(fā)展。實(shí)用取決于纖維自身的材料屬性與幾何特征，為了充現(xiàn)對(duì)混凝土材料的微觀增強(qiáng)；使用微米或者毫米級(jí)分發(fā)揮不同種類、不同幾何特征纖維的作用，混雜纖維優(yōu)化混凝土材料的細(xì)觀結(jié)構(gòu)。限制材料內(nèi)部微纖維在混凝土中的應(yīng)用受到了越來越多研究人員裂紋貫通、融合成為細(xì)觀尺度裂縫．阻礙其向宏觀裂紋進(jìn)一步生長(zhǎng)、擴(kuò)展．實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土材料的細(xì)觀基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(5110
7、2035)。增強(qiáng)：使用毫米或者厘米級(jí)纖維提高混凝土材料的一44一學(xué)兔兔www.xuetutu.com學(xué)兔兔www.xuetutu.com2014年第3期混凝土與水泥制品總第215期了試驗(yàn)的可操作性。2007年．C．Pichler等人建立多尺度聚丙烯纖維增強(qiáng)混凝土材料的單軸拉伸性了多尺度微觀力學(xué)模型研究水泥基材料早齡期自能以及抗裂性能。研究發(fā)現(xiàn)．多尺度聚丙烯纖維增收縮問題，相比于D．P．Bentz和Y．P．Xi等人對(duì)于強(qiáng)混凝土的抗拉韌性相比于其他混雜方式的抗拉混凝土收縮問題的理論探索，該項(xiàng)研究
