纤维分布是影响纤维增强混凝土新拌性能和工作性能的重要因素。综述了纤维增强混凝土中纤维分布的表征方法 、理论 研究及调控技术。首先从间接测试和直接测试两个角度出发 ,深入描述了现有的纤维分布的试验表征方法,并分析了各 自的优缺点 及适用范围;其次 ,评述了随机状态和真实情形下纤维取向分布的理论推导及预测方法;最后 ,重点介绍 了纤维分布的影响规律及调 控技术,并提出现阶段需解决的关键问题及展望。 关键词 : 混凝土 ;纤维分布 ;表征方法 ;理论研究;调控技术 中图分类号 : TU528.041 文献标志码: A 文章编号 : 1002—3550(2014)07—0108—06 Researchprocessofcharacterization and controlm ethodsoffiberdistributioninfiberreinforced concrete LIChangfeng,L1U Jiaping,LIU Jianzhong,YANG Zhiqian,CUIGong (StateKeyLaboratoryofHighPerformanceCivilEngineeringMaterials,JiangsuResearchInstituteofBuildingScience Nanjing210008,China) Abstract: Fiberdistributionisanimportantfactoraffectingtheworkabilityandmechanicalpropertiesoffiberreinforcedconcrete.It reviewsthecharacterizationmethods,theoreticalderivationandcontro1methodsoffiberdistribution infiberreinforeedconcrete.First, experimentalcharacterizationmethodsoffiberdistributionaredescribedindetailsthroughindirecttestanddirecttest;theadvantagesand disadvantages,theapplicablescopeofeachmethodareanalyzed.Second,theoreticalderivationan dpredictionmethodsoffiberinrandom stateandrealsituationarereviewed.Last,influenceandcontrolmethodsoffib crdistributionaredeseribed,andtheexistedproblemstobe solvedinthefurtherstudyoffiberdistributionareproposed. Keyw ords: concrete;fibcrdistribution;characterizatiOilmethod;theoreticalstudy;controltechnique 0 引 言 受拉是混凝土 的主要受力形式 ,但混凝 土存在着一个 固有 的 弱 点——抗 拉 强度 较 低 (一般 仅 为抗 压 强 度 的 1/8~1/15),易导致混凝土开裂。随着 高性能及 超高性能混 凝土 的发展 ,这一弱点 显得更 为突出 ,严重影 响了混凝土 结构 的耐久 性和安全性 。因此 ,长期 以来许多学者不断探索 改善混凝土性 能(如提高抗拉强度 、增加韧性 等)的各种途 径和方法 。纤维增强混凝土就是在这样 的大趋势下逐渐发 展起来 的。纤维在混凝 土中的主要作用 ,在 于限制外力作 用下水泥基体 中裂缝的扩展 。在受荷初期 ,纤维与水泥基体 共 同承受外力 ,其 中水泥基体是外力的主要 承受者 ;当基 体 开裂后 ,横跨 裂缝 的纤维取而代之 ,成为外力 的主要承 受者 。此时 ,纤维在裂缝 处的分 布状态 直接影 响着混凝 土 的承载和变形能力。 一 般认为纤维在混凝土 中呈随机乱 向分布 ,表现为各 项 同性 。但纤维 的真实分布受到众多因素的影响 ,如纤 维 本体 特征(纤维直 径 、长度 『1]、形状 )、纤维掺 量 、基体 特征 (基体组成翻、流变性能[3])、成型工艺 [4_5]等。很 多研究 表明 , 纤维分布对混凝土的作用效果较为显著 。当纤维分布不 均匀 ,或垂直于拉应力方 向时 ,会使纤维在混凝 土中的功 能大大减弱 ,甚至丧失 。为了达到有效利用纤维 、优化 复合 材料性能的 目的,开展纤维增强混凝土 中纤维分布的研究 并提 出相关 的调控技术显得尤为必要 。根据 目前 国内外的 研 究 ,可将纤维分 布的研 究归类 为评价方法 、理论推 导及 调控技术。 1 纤维分布的表征方法 纤维分布的准确表征是纤维调控技术 的基础。目前对 纤维分布的表征主要分为间接测试法和直接测试法 。其 中 间接测试法 主要集 中于利用 FRC导电性能间接评价纤维 的分布状态 ;直接测试法主要有图像分析法 、水洗法 、计算 机模拟等。下面介绍不同表征方法的国 内外研 究现状 ,并 提出各 自的优缺点及适用范 围。
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