基于有限元的不同聚丙烯纖維摻量的纖維增強混凝土抗裂性能研究

路 東，張麗哲，季 濤

(南通大學紡織服裝學院，南通 226000)

0 引 言

混凝土是重要的土工復合材料，具有較大的抗壓強度，但抗拉強度低、脆性大，易發生脆性斷裂[1]。纖維加入混凝土中，對混凝土抗壓強度的提升不大[2]，甚至會使其降低[3]，但能有效提高混凝土的抗拉強度、抗折強度、初裂撓度、抗彎強度、耐疲勞性能及韌性等[4]，同時能有效抑制微裂縫的產生和拓展[5]，裂縫是混凝土出現損傷的起始點，因此研究纖維對混凝土的阻裂作用對提升纖維增強混凝土復合材料性能具有重要意義。

近年來，對于纖維增強混凝土抗裂性能的研究較為廣泛。梁寧慧[6]研究了幾何形態不同的兩種或者兩種以上的聚丙烯纖維增強混凝土，對多尺度聚丙烯纖維增強混凝土損傷模型進行了二次開發。徐斐等[7]基于復合材料力學理論、纖維間距理論進行研究，發現鋼纖維能對混凝土中微裂紋的萌發和擴展起到抑制和延緩作用。王祉翔[8]研究了柔性纖維的阻裂機理，結果表明，柔性纖維可以改善半剛性混凝土基層的抗裂性能，減少早期裂縫數量。秦煜等[9]研究發現基于斷裂力學能量理論可以解釋柔性纖維的阻裂機理。張麗哲等[10-11]通過試驗的方法在混凝土中加入直徑為0.18 mm的聚丙烯纖維，研究摻量和纖維長度對混凝土抗裂性能的影響，發現聚丙烯纖維能夠顯著提高混凝土的早期抗裂性能。另外，其還研究了濃硫酸氧化改性聚丙烯纖維增強混凝土的早期抗裂性能，發現改性纖維可以改善纖維在混凝土基體中的分散性，顯著提高混凝土的早期抗裂性能。……