在纖維混凝土中，纖維(聚丙烯纖維)對混凝土的作用總結(jié)起來主要有增強(qiáng)、增韌、阻裂三種。其中纖維對混凝土基體的增強(qiáng)作用，主要表現(xiàn)在抗拉強(qiáng)度的提高上，相應(yīng)地，以主拉應(yīng)力為控制破壞的，如彎拉強(qiáng)度，抗剪強(qiáng)度也隨之提高。當(dāng)高彈模纖維含量較高時，纖維混凝土的抗壓強(qiáng)度也會有明顯的提高。纖維混凝土的最大優(yōu)勢在于韌性的顯著改善，衡量材料的韌性指標(biāo)較常用的有彎曲韌性，斷裂能等。纖維的阻裂作用是對新拌混凝土早期收縮裂縫和硬化后塑性收縮裂縫的產(chǎn)生和擴(kuò)展起阻礙作用。根據(jù)復(fù)合材料力學(xué)理論，纖維在基體中如果不能均勻分散，則容易形成非均勻的復(fù)合體，即復(fù)合體內(nèi)的物理化學(xué)狀態(tài)存在差異，形成不均勻的多相體系，會導(dǎo)致在混凝土基體內(nèi)沒有纖維或者纖維較少的部分，形成新薄弱地帶。這是由于纖維的摻入，導(dǎo)致混凝土基體內(nèi)部形成應(yīng)力重分布。若這種應(yīng)力的分布不能達(dá)到真正的均衡狀態(tài)，很可能形成應(yīng)力集中，導(dǎo)致薄弱地帶開裂，因此纖維的均勻分散性至關(guān)重要。

纖維間距理論又稱“纖維阻裂理論”，是二十世紀(jì)六十年代由 Romualdi 和Batson 提出的。該理論根據(jù)線彈性斷裂力學(xué)來說明纖維對裂縫發(fā)生和發(fā)展起到一定的約束作用，出發(fā)點(diǎn)是基于脆性材料的低應(yīng)變脆斷現(xiàn)象，這種現(xiàn)象是由于材料中存在著不均勻性和原生的內(nèi)部裂縫，當(dāng)材料受拉時，裂縫尖端發(fā)生應(yīng)力集中，裂縫擴(kuò)展，數(shù)量和長度不斷增加，在裂縫貫通時，結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞。纖維間距理論認(rèn)為，在混凝土內(nèi)部本身存在固有缺陷，若要提高強(qiáng)度，則應(yīng)盡可能地減小缺陷程度，提高材料韌性，即抗變形能力，來減少混凝土體內(nèi)裂縫端部的應(yīng)力集中現(xiàn)象。

假定如圖 1.1a 所示的混凝土塊截面，該截面示意順向連續(xù)纖維增強(qiáng)混凝土的情況，假定纖維在截面中是梅花狀均勻分布，纖維間距為s，裂縫寬度為2a，裂縫出現(xiàn)在四根纖維所包圍的范圍中心。當(dāng)材料受到拉應(yīng)力時，基體發(fā)生開裂，由于拉伸應(yīng)力產(chǎn)生的纖維粘接應(yīng)力發(fā)生在裂縫端部，從而產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，這樣導(dǎo)致粘接應(yīng)力在裂縫尖端區(qū)域形成反向應(yīng)力場，從而有助于減少裂縫尖端的集中應(yīng)力，阻止裂縫尖端應(yīng)力擴(kuò)展，對裂縫的擴(kuò)散有較好的約束作用。這種作用的產(chǎn)生和大小與纖維間距有直接關(guān)系。一般來說，合理的纖維間距理論有助于對裂縫尖端應(yīng)力的降低，但是大的裂縫間距對尖端應(yīng)力的降低和擴(kuò)散作用就比較小。

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