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自1824年波特兰水泥诞生后出现了混凝土,作为一种新型建筑材料,被广泛地应用于各项土木工程当中。特别是在19世纪中叶以后,在钢铁工业的推动下,人们把钢筋和混凝土结合起来,诞生了钢筋混凝土这种新型的复合建筑材料,提高了结构的刚度、承载能力和耐久性,可以说这是建筑史上的一场革命。众所周知混凝土的优点是高抗压强度,但是也有其明显的不足:自重大、易于塑性干缩开裂、抗疲劳能力低、韧性差、抗拉强度低、易产生裂纹等,限制其在工程中的使用范围。而且随着混凝土强度的提高这方面的不足显得更加突出。长期工程界专家和学者不断探索改善混凝土性能的各种方法和途径,并在探索中提出了一种以传统素混凝土为基体的新型复合材料——纤维混凝土。
混凝土强度尺寸效应是指强度的名义强度随着试件尺寸的变化而变化的现象。在过去的十几年里,研究人员进行了大量与普通混凝土尺寸效应有关的试验,同时有关普通混凝土的数值模拟的研究也取得了一些进展。在纤维混凝土方面,虽然研究者对其性能的研究做出了大量工作,但更多的足围绕纤维混凝土的耐磨、抗裂等性能反面,对纤维混凝土的尺寸效应研究较少。
本文所选用的纤维是聚丙烯纤维,研究工作是从两个方面开展的,一方面是纤维混凝土的制配,因为在掺入纤维后,会对混凝土的和易性和工作性产生很明显的影响,因而需要寻找比较合理的配合比来为后续试验做准备;另一方面是纤维混凝土的基本力学实验和尺寸效应研究,这部分将会把同配合比,但是是否掺加纤维和纤维掺量有所不同的不同试件进行比较,并会通过全曲线实验来研究纤维混凝土的韧性。