混凝土的高强化具有一系列的优点,使得高强混凝土得到了广泛的应用,因此高强化是水泥混凝土材料的发展方向,但是混凝土是公认的准脆性材料,而当其结构尺度很大时则可认为是完全脆性材料,混凝土材料在破坏时表现为明显的脆性破坏。随着混凝土强度的提高,与之相关的脆性问题就越来越突出。为了实现真正意义上的混凝土高强化——工程中结构承载能力的高强化,就必须了解脆性破坏的原因。另一方面,混凝土脆性与混凝土强度的尺寸效应有关,不研究尺寸效应现象,就不能明确试验室的小尺寸试件的脆性与真实试件脆性的相关性,也就不能肯定脆性改善是否真实反映材料的实际性能。 (1) 本文通过混凝土脆性与强度尺寸效应关系的研究,克服了长期以来对混凝土脆性认识的局限,为水泥混凝土材料的高强化提供参考,同时也有利于促进混凝土断裂力学的发展。深入探讨了混凝土脆性及脆性指标,分析了现有的强度尺寸效应理论及断裂参数尺寸效应现象,并通过试验确定了混凝土脆性与不同类型混凝土的强度尺寸效应的关系;研究了断裂参数的尺寸效应现象,并由脆性与强度尺寸效应关系试验研究了影响高强混凝土脆性的各种因素;研究了高强混凝土的增韧减脆措施,重点研究了骨料在高强混凝土中的增韧机理;通过对混凝土断裂能测试方法的试验对比研究认为,楔入劈拉试件值得推广。 (2) 对混凝土脆性指标及评价方法分析的结果表明,混凝土作为微观真脆性的材料,其脆性大小最终应归结为塑性区尺寸的大小;由于试件的尺寸显著影响材料的脆性行为,脆性指标不应包含尺寸因素,即不随试件尺寸发生改变,现有的绝大多数脆性指标由于所含参数具有尺寸效应而不确切;以Bazant尺寸效应曲线形式定性的反映脆性大小,定量可以曲线上交点η为脆性指标,η与塑性区尺寸成正比,η越大,脆性越小,因此,作为明确的定量化的脆性指标,η可在任何实验室采用以评定不同增韧措施的实际效果,简单可靠。 (3) 通过对现有混凝土脆性指标和评价方法进行比较和系统地分析认为:混凝土材料的脆性与混凝土强度尺寸效应有关,并且不同的理论都有不足之处,应该有特定的适用范围;断裂能是材料脆性断裂的基本性能参数,而断裂能与断裂过程区特征紧