【鋼纖維】混凝土的增強(qiáng)機(jī)理
復(fù)合材料理論
(1)復(fù)合材料理論是將多種單一材料結(jié)合或混合之后構(gòu)成的材料整體看成一個(gè)多相系統(tǒng),其性能乃是各個(gè)相的疊加值。從本質(zhì)上說混凝土就是一種復(fù)合材料,是由基相與分散相以及結(jié)合面組成的三相復(fù)合材料,其力學(xué)性能受基相和分散相以及結(jié)合面的力學(xué)性能的制約和影響。
(2)該理論將纖維混凝土視為纖維強(qiáng)化體系,應(yīng)用復(fù)合材料混合定律推導(dǎo)纖維混凝土的應(yīng)力,并結(jié)合纖維混凝土復(fù)合材料的特殊性,將復(fù)合材料沿外力方向等一起加以考慮,即將纖維混凝土的力學(xué)性能與纖維的摻入量、纖維取向、長徑比及纖維與基體粘結(jié)力之間的關(guān)系結(jié)合起來加以考慮。
纖維間距理論
(1)纖維間距理論是基于線彈性斷裂力學(xué)的基礎(chǔ)上來說明纖維對于裂縫發(fā)生的約束作用的。該理論認(rèn)為,在混凝土內(nèi)部本來就存在缺陷,欲提高混凝土的強(qiáng)度,就必須盡可能地減小缺陷的程度,提高朝性,降低內(nèi)部裂縫端部的應(yīng)力集中系數(shù)。
(2)纖維間距理論的通俗解釋是:當(dāng)纖維均勻并亂向分布在混凝土基體之中后,可以有效阻止混凝土基體內(nèi)部細(xì)微裂縫的發(fā)展。如果混凝土基體內(nèi)部存在有產(chǎn)生細(xì)微裂縫的傾向,每一條細(xì)微裂縫發(fā)生并且有可能向任意方向發(fā)展時(shí),在最大距離不超過纖維在基體內(nèi)平均中心距的范圍內(nèi),該裂縫將遇到出現(xiàn)在它前方的一根纖維。正是由于這根纖維的存在,會使細(xì)微裂縫的發(fā)展受阻,當(dāng)纖維的阻礙能力足夠時(shí),裂縫只能在泡凝土基體內(nèi)形成類似于無害孔洞的封閉空腔或者內(nèi)徑非常細(xì)小的孔洞,從而解釋了鋼纖維對混凝土的增強(qiáng)作用。
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