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鋼纖維混凝土的研究現(xiàn)狀和發(fā)展
纖維混凝土(Fiber Reinforced Concrete，簡稱FRC)，是纖維增強混凝土的簡稱，通常是以水泥凈漿、砂漿或者混凝土為基體，以金屬纖維、無機纖維或有機纖維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的分散在混凝土基體中形成的一種新型建筑材料。纖維在混凝土中限制混凝土早期裂縫的產(chǎn)生及在外力作用下裂縫的進一步擴展。在纖維混凝土受力初期，纖維與混凝土共同受力，此時混凝土是外力的主要承擔者，隨著外力的不斷增加或者外力持續(xù)一定時間，當裂縫擴展到一定程度之后，混凝土退出工作，纖維成為外力的主要承擔者，橫跨裂縫的纖維極大的限制了混凝土裂縫的進一步擴展。由此可見，纖維有效地克服了混凝土抗拉強度低、易開裂、抗疲勞性能差等固有缺陷。
與普通混凝土相比，F(xiàn)RC具有較高的抗拉、抗彎拉、抗沖擊、抗阻裂、抗爆和韌性、延性等性能，同時對混凝土抗?jié)B、防水、抗凍、護筋性等方面也有很大的貢獻。
鑒于FRC具有素混凝土不具有的優(yōu)點，纖維混凝土尤其是鋼纖維混凝土在實際工程中日益得到學術(shù)界和工程界的關(guān)注。1907年原蘇聯(lián)專家B.П.HekpocaB開始用金屬纖維增強混凝土；1910年，美國H.F.Porter發(fā)表了有關(guān)短纖維增強混凝土的研究報告，建議把短鋼纖維均勻地分散在混凝土中用以強化基體材料；1911年，美國Graham曾把鋼纖維摻入普通混凝土中得到了可以提高混凝土強度和穩(wěn)定性的結(jié)果；到20世紀40年代，美、英、法、德、日等國先后做了許多關(guān)于用鋼纖維來提高混凝土耐磨性和抗裂性、鋼纖維混凝土制造工藝、改進鋼纖維形狀以提高纖維與混凝土基體的粘結(jié)強度等方面的研究；1963年J.P.Romualdi和G.B.Batson發(fā)表了關(guān)于鋼纖維約束混凝土裂縫開展的機理的論文，提出了鋼纖維混凝土開裂強度是由對拉伸應(yīng)力起有效作用的鋼纖維平均間距所決定的結(jié)論(纖維間距理論)，從而開始了這種新型復合材料的實用開發(fā)階段。到目前，隨著鋼纖維混凝土的推廣應(yīng)用，因纖維在混凝土中的分布情況不同，主要有四類：鋼纖維混凝土、混雜纖維混凝土、層布式鋼纖維混凝土和層布式混雜纖維混凝土。 |
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