随着材料科学与工程技术的不断发展,现代工程界对水泥混凝土的强度、耐久性及工作性等方面都提出了更高的要求,作为在混凝土改性过程中产生的新型水泥基复合材料,纤维混凝土材料以其在混凝土增强、阻裂、增韧等方面的独特优势引起了广大研究者和工程技术人员的高度关注。但目前的研究更多的体现在力学性能和耐久性能上,断裂性能方面的研究较少。本文以碳纤维混凝土(CFRC)断裂性能为主要研究对象,进行了以下方面的工作:(1)通过不同碳纤维体积率下混凝土的抗压强度和劈拉强度试验,探讨了碳纤维体积率对混凝土强度的影响,通过与素混凝土在强度、应变、荷载～位移曲线及试件破坏性状上的对比,分析了碳纤维对混凝土的增强、增韧和阻裂效应。试验结果表明:掺加碳纤维可提高混凝土的抗压强度和劈拉强度、峰值应变和极限应变,与素混凝土相比,当碳纤维体积率为0.3%时,抗压强度最大可提高80%,劈拉强度提高61%,峰值应变提高88%,极限应变提高152%;同时,碳纤维掺入后还可改善骨料与水泥砂浆的粘结面特征,优化混凝土内部结构,提高材料整体性。当掺量较小(≤0.3%)时纤维对混凝土的作用主要表现为增强,而随着掺量的增大,纤维对混凝土的作用则更多的表现为增韧。(2)通过试件尺寸为100mm×100mm×400mm碳纤维混凝土三点弯曲梁断裂试验,研究了碳纤维体积率对混凝土断裂韧度K IC、断裂能G F和临界裂缝嘴张开位移CMODC的影响规律。结果表明:碳纤维的掺入显著改善了混凝土的断裂性能。当碳纤维体积率ρf为0.5%时, K IC, G F, CMODC分别为素混凝土断裂参数的2.67,5.14和4.51倍。各断裂参数与ρf之间近似符合线性关系,通过对试验数据的回归分析得出了与ρf相关联的碳纤维混凝土断裂参数的统一计算表达式。(3)通过碳纤维-聚丙烯混杂纤维混凝土(C-P HFRC)强度试验和三点弯曲梁断裂试验,分别研究了混杂纤维混凝土的抗压强度和劈拉强度,断裂韧度K IC、断裂能G F和临界裂缝嘴张开位移CMODC ,并探讨了纤维混杂效应。研究结果表明:纤维混杂力学性能和断裂性能都优于单一纤维混凝土。碳纤维体积率一定、聚丙烯纤维掺量为0.3～1.2kg/m3时,V f=0.9kg/m3时表现出最佳增强效果,可达相应CFRC断裂参数的12.71%,80%和163%;聚丙烯纤维掺量一定(0.9kg/m3)、碳纤维体积率为0.1%～0.5%时,混杂纤维混凝土各断裂参数都随ρf的增大而增加,ρf=0.3%时K IC和G F增强效果最佳,为相应CFRC的1.986和2.03倍,C MODC随ρf的增大而线性递增,最大可达CFRC的5.68倍。综合考虑经济因素,ρf=0.3%时碳纤维对断裂参数的增强效果最好。(4)碳纤维在混凝土断裂性能的改善方面起主要作用,聚丙烯纤维对混凝土断裂性能的改善作用不太明显。当聚丙烯纤维掺量V f为0.9kg/m3、碳纤维体积率ρf≤0.3%时,混杂纤维对混凝土各断裂参数的增强效果较好,混杂纤维表现出“正混杂效应”。