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1、http://www.paper.edu.cn1纖維增強混凝土的研究進展徐林華，徐健，陳志華華東交通大學土木建筑學院，江西南昌（330013）E-mail：bush123@163.com摘要：纖維增強混凝土是一種新型的工程材料，一直受到專家的關注。本文綜述了纖維增強混凝土的發(fā)展、力學性能及工程應用。參閱了大量國內(nèi)外研究資料，對當前纖維增強混凝土的研究狀況和存在的問題進行了認真分析，并指出復合化將是提高纖維增強混凝土性能的重要手段，而局部增強將能很大程度的降低成本、節(jié)約資源，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、低耗、與環(huán)境相容的可持續(xù)發(fā)展，具有很好的應
2、用前景。關鍵詞:纖維增強混凝土；鋼纖維；合成纖維；復合化；高性能混凝土；可持續(xù)發(fā)展中圖分類號：TU528.572文獻標識碼：A0.前言從1824年水泥誕生以來不到200年的時間里，混凝土材料本身經(jīng)歷了一個不斷發(fā)展的過程，從強度低、品種單一逐步發(fā)展為高強度、輕質(zhì)等多品種的混凝土家族。但普通混凝土材料本身存在抗拉強度較低、延性差、在拉應力或沖擊荷載作用下易發(fā)生脆性破壞等缺陷，而且其抗凍融循環(huán)、抗收縮、耐磨等耐久性能也較差，這些缺點在很大程度上影響和阻礙了混凝土的進一步應用。20世紀初，有人開始在混凝土中摻入短切纖維，做成纖維增強
3、混凝土，使混凝土的抗拉能力得到了提高，脆性得到改善。因此纖維增強混凝土在此后的幾十年中得到了廣泛的發(fā)展和應用。90年代之前,混凝土的發(fā)展單純追求強度,而纖維增強混凝土的[1]出現(xiàn)說明向高性能化發(fā)展，成為21世紀的“綠色”混凝土。資源、能源與環(huán)境的問題一直是中國面臨的問題，纖維增強混凝土性能優(yōu)越，但需要的水泥用量更大，需要耗費很多的資[2]源能源，如何使纖維增強混凝土走上可持續(xù)發(fā)展道路有待解決。1.纖維增強混凝土的發(fā)展水泥基材料是當今最大宗的人造建筑材料，發(fā)展至今已有170多年的歷史。強度一直是混凝土作為重要結(jié)構(gòu)材料的主要性能
4、指標，混凝土高強化是混凝土研究與發(fā)展多年來的努力[3]方向。但是混凝土固有的弱點—抗拉、抗彎、抗沖擊、抗爆以及韌性差等卻仍限制著其優(yōu)[4][5]勢的充分發(fā)揮，并且隨著混凝土強度的不斷提高，這一弱點也愈益突出。通常認為，混凝土強度越高，其韌性越差，脆性越高，結(jié)構(gòu)延性和抗裂能力越不足，給結(jié)構(gòu)抗震性能帶來的安全隱患。因此，長期以來許多學者不斷探索改善混凝土上述性能的方法和途徑。纖維增[6]強混凝土，就是近年來研究和應用最廣的重要途徑之一。目前纖維增強混凝土主要有兩種:一是高彈模量短纖維增強混凝土，其代表纖維是鋼纖維；二是低彈模量短
5、纖維增強混凝土，其代表纖維是聚丙烯和尼龍纖維。纖維增強混凝土，是以水泥漿、砂漿、粗骨料為基材，以金屬材料、無機材料或有機纖維為增強材料組成的一種水泥基復合材料，它是將短而細的，具有高抗拉強度、高極限延伸率、高抗堿性等良好性能的纖維均勻地分散在混凝土基體中形成的一種新型建筑材料。纖維增強混凝土的發(fā)展始于二十世紀初，尤其以鋼纖維混凝土的研究和應用開展得最早和最廣[7]泛。早在1910年，美國的H.F.Porter，就提出過將短鋼纖維摻入水泥和混凝土中以提高1本課題得到江西省自然科學基金資助項目（編號060500013）的資助。-
6、1-http://www.paper.edu.cn其抗拉力，發(fā)表了關于鋼纖維混凝土的第一篇論文。1911年美國的Graham正式將鋼纖維摻合到混凝土中,并初步驗證了它的優(yōu)越性。1963年美國學者Romuldi從理論上闡明了鋼纖維的增強作用和機理,從而為鋼纖維混凝土的進一步研究、開發(fā)奠定了理論基礎,使它從小規(guī)模探索實驗階段躍進到大面積開發(fā)的新階段。美國在1990年和1991年舉行了纖維增強混凝土的專題報告會,正式拉開了纖維增強混凝土研究與應用的序幕;1995年韓國舉行了纖維增強水泥混凝土的專題報告會,1996年在中國北京舉行了
7、第三屆國際水泥混凝土報告會,表明纖維增強混凝土的研究與應用已經(jīng)國際化。在國外,纖維增強水泥混凝土復合材料已經(jīng)廣泛應用于非承重構(gòu)件中。國內(nèi)的研究起步較晚,最初上海合成纖維研究所研究了錦綸短纖維對水泥混凝土的增強效果,安徽皖維公司將維綸用于增強混凝土。[8]現(xiàn)在不少發(fā)展中國家開始研究用植物纖維做增強材制造價格低廉的纖維水泥制品，一[9]系列高性能纖維增強水泥基復合材料相繼問世，并且初步應用于試點工程。中國工程院院[1]士吳中偉指出：復合化是材料發(fā)展的主要途徑之一，復合化的技術思路為超疊加效應，即1+2>3，纖維增強在復合化中起著
8、突出作用。21世紀，纖維增強混凝土應該朝著環(huán)保、經(jīng)濟、高性能的發(fā)向發(fā)展，使纖維增強混凝土的突出性能給人類帶來更大的社會效益和經(jīng)濟效益。2.纖維增強混凝土的力學性能纖維在水泥基材中的作用主要體現(xiàn)在三個方面：增強、阻裂和增韌作用。2.1增強作用混凝土的抗拉能力只有抗壓能力的十分之一左右，在外荷
