在混凝土纖維中，纖維(聚丙烯纖維)對(duì)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(duì)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(shí)，纖維混凝土的抗壓強(qiáng)度也會(huì)有明顯的提高。纖維混凝土的最大優(yōu)勢(shì)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(duì)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(huì)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(duì)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(shí)，裂縫尖端發(fā)生應(yīng)力集中，裂縫擴(kuò)展，數(shù)量和長(zhǎng)度不斷增加，在裂縫貫通時(shí)，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(shí)，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(chǎng)，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(duì)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(duì)裂縫尖端應(yīng)力的降低，但是大的裂縫間距對(duì)尖端應(yīng)力的降低和擴(kuò)散作用就比較小。

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