浅谈纤维增强混凝土的应用与前景
混凝土中纤维增强材料的应用技术规范
混凝土中纤维增强材料的应用技术规范一、引言混凝土作为一种广泛应用于建筑、道路、桥梁等领域的建筑材料，其强度、耐久性等性能一直是人们关注的重点。
在传统的混凝土中，常常会出现裂缝、变形、疲劳等问题，从而影响混凝土的使用寿命和安全性。
为了解决这些问题，纤维增强混凝土技术应运而生。
纤维增强混凝土利用添加纤维材料的方式增强混凝土的抗拉强度、抗裂性能、疲劳性能等，从而提高混凝土的整体性能。
本文将详细介绍混凝土中纤维增强材料的应用技术规范，以帮助读者更好地理解与应用该技术。
二、纤维增强混凝土的分类与特点1. 纤维增强混凝土的分类根据纤维材料的不同，纤维增强混凝土可以分为：钢纤维增强混凝土、玻璃纤维增强混凝土、碳纤维增强混凝土等。
其中，钢纤维增强混凝土是应用最为广泛的一种。
2. 纤维增强混凝土的特点（1）耐久性好：纤维增强混凝土可以有效地改善混凝土的抗冲击性、抗疲劳性和抗裂性等，从而提高混凝土的耐久性。
（2）施工方便：纤维增强混凝土可以与传统混凝土相似地进行施工，不需要特殊的施工工艺和设备。
（3）经济性好：相对于传统混凝土，纤维增强混凝土的成本相对较低，同时可以降低维护和修复的费用。
三、纤维增强混凝土的应用技术规范1. 纤维材料的选择（1）钢纤维：钢纤维应符合GB/T 24242-2009《钢纤维混凝土用钢纤维》的规定，其长度一般为30mm-60mm，直径一般为0.2mm-1.0mm。
（2）玻璃纤维：玻璃纤维应符合GB/T 1995-2008《玻璃纤维增强塑料复合材料》的规定，其长度一般为12mm-50mm，直径一般为0.2mm-0.3mm。
（3）碳纤维：碳纤维应符合GB/T 3003.1-2013《碳纤维增强塑料复合材料》的规定，其长度一般为10mm-50mm，直径一般为0.15mm-0.25mm。
2. 纤维掺量的选择纤维掺量的选择应根据混凝土的用途和要求来确定。
一般来说，钢纤维掺量不宜超过2%；玻璃纤维和碳纤维的掺量则应根据具体情况确定。
混凝土中玻璃纤维增强材料的应用技术
混凝土中玻璃纤维增强材料的应用技术一、背景介绍混凝土是目前建筑工程中最为广泛应用的材料之一，但其强度、耐久性等方面仍有一定的提升空间。
为了提高混凝土的性能，越来越多的研究和应用关注于混凝土中添加纤维增强材料。
其中，玻璃纤维增强材料因其优异的耐久性、抗腐蚀性、低热膨胀系数等特性，在混凝土中的应用日益广泛。
二、玻璃纤维增强材料的特性1.优异的耐久性玻璃纤维增强材料具有很高的化学稳定性和耐腐蚀性，不会因为受到水、氧化物、酸、碱等外界因素的影响而发生腐蚀和老化。
2.良好的机械性能玻璃纤维增强材料的拉伸强度和刚度较高，可以有效地提高混凝土的抗拉强度和抗弯强度。
3.低热膨胀系数玻璃纤维增强材料的热膨胀系数远低于混凝土，可以有效地减缓混凝土在高温下的收缩和膨胀，提高混凝土的耐火性能。
三、玻璃纤维增强混凝土的应用技术1.选材玻璃纤维增强材料的选材要求具有较高的纤维含量、较高的拉伸强度和刚度，并且要求纤维的分布均匀，不得出现团聚和簇集现象。
2.混合比设计混凝土中添加玻璃纤维增强材料需要进行混合比设计，考虑到玻璃纤维增强材料的体积分数、水灰比、骨料种类和级配等因素，以及混凝土的强度等要求。
3.搅拌和施工混凝土中添加玻璃纤维增强材料需要进行充分的搅拌和施工，以保证混凝土中玻璃纤维增强材料的均匀分布，避免出现团聚和簇集现象，同时还需要注意施工现场的温度和湿度等因素。
4.养护混凝土中添加玻璃纤维增强材料的养护需要采取适当的措施，以保证混凝土的强度和耐久性。
例如，可以采取覆盖保湿、喷水养护、加热养护等措施。
四、玻璃纤维增强混凝土的应用领域1.地下工程玻璃纤维增强混凝土可以用于地下工程中的隧道、地下室等结构，提高其抗震、防水、防渗等性能。
2.桥梁工程玻璃纤维增强混凝土可以用于桥梁工程中的桥墩、桥面等结构，提高其耐久性、抗震性等性能。
3.建筑工程玻璃纤维增强混凝土可以用于建筑工程中的楼板、框架等结构，提高其抗震、防火等性能。
五、玻璃纤维增强混凝土的优缺点1.优点玻璃纤维增强混凝土具有很高的耐久性和抗腐蚀性，可以有效地延长混凝土的使用寿命；同时，其具有良好的机械性能，可以提高混凝土的强度和韧性。
混凝土与纤维结合设计应用案例
混凝土与纤维结合设计应用案例一、引言混凝土和纤维结合设计是现代建筑和工程中的一项重要技术。
混凝土和纤维的结合可以提高混凝土的强度和韧性，使其更具有抗震、抗裂、抗渗等性能，从而保证建筑和工程的安全和稳定。
本文将介绍混凝土和纤维结合设计的应用案例，并探讨其设计原理和优点。
二、混凝土和纤维结合设计的概念混凝土和纤维结合设计是指在混凝土中添加一定比例的纤维材料，如钢纤维、玻璃纤维、碳纤维等，使混凝土具有更好的强度和韧性，从而提高其抗震、抗裂、抗渗等性能。
三、混凝土和纤维结合设计的优点1、提高混凝土的强度和韧性。
添加纤维可以增加混凝土的韧性和拉伸强度，使其更具有抵抗外力和震动的能力，从而提高其整体强度。
2、增强混凝土的抗裂性能。
混凝土中通常存在着微裂缝，而添加纤维可以有效地防止这些微裂缝的扩展，从而增强混凝土的抗裂性能。
3、提高混凝土的抗渗性能。
添加纤维可以填充混凝土中的微孔，防止水分和气体渗透，从而提高混凝土的抗渗性能。
4、减少施工难度和成本。
与传统的钢筋混凝土相比，混凝土和纤维结合设计可以减少施工难度和人工成本，从而降低建筑和工程的成本。
四、混凝土和纤维结合设计的应用案例1、钢纤维混凝土在地下工程中的应用钢纤维混凝土是一种常用的混凝土和纤维结合设计材料，其应用范围广泛，特别是在地下工程中的应用较为常见。
以某高层住宅小区地下室工程为例，由于地下水位较高，为了防止地下室渗水和裂缝，采用了钢纤维混凝土。
经过实践证明，钢纤维混凝土不仅可以提高混凝土的强度和韧性，还可以有效地防止混凝土的开裂和渗水，从而保证地下室的安全和稳定。
2、碳纤维混凝土在桥梁工程中的应用碳纤维混凝土是一种新型的混凝土和纤维结合设计材料，具有高强度、轻质、抗腐蚀等优点。
以某高速公路桥梁工程为例，采用了碳纤维混凝土作为桥梁的主要结构材料。
经过实践证明，碳纤维混凝土可以有效地提高桥梁的承载能力和抗震性能，同时还可以减少施工难度和人工成本，从而降低了工程的成本。
混凝土中添加纤维的原理及应用
混凝土中添加纤维的原理及应用一、引言混凝土是一种常见的建筑材料，其主要成分为水泥、沙子和石子。
在实际工程中，混凝土通常需要具备一定的强度、耐久性和韧性等性能，以保证建筑物的安全性。
而在混凝土中添加纤维可以有效地提高混凝土的韧性和抗拉强度等性能，从而提高混凝土的整体性能。
本文将详细介绍混凝土中添加纤维的原理及应用。
二、混凝土中添加纤维的原理2.1 纤维的种类混凝土中添加的纤维种类主要包括钢纤维、玻璃纤维、聚丙烯纤维、碳纤维等。
这些纤维的性能各异，应根据具体的工程需求进行选用。
2.2 纤维对混凝土性能的影响添加纤维可以有效地提高混凝土的韧性和抗拉强度等性能，从而提高混凝土的整体性能。
此外，纤维还可以改善混凝土的耐久性能、降低混凝土的收缩率和裂缝等级，延缓或阻止混凝土的龟裂扩展。
同时，纤维还可以提高混凝土的抗冲击性和抗剪强度等性能。
2.3 纤维对混凝土的作用机理纤维在混凝土中起到的作用机理主要有以下几种：（1）增强混凝土的韧性：纤维可以吸收混凝土中的应变能，并将其分散到整个混凝土体系中，从而提高混凝土的韧性。
（2）防止混凝土的裂缝扩展：纤维可以在混凝土的裂缝处形成桥梁效应，防止混凝土的裂缝扩展。
（3）改善混凝土的分散性：纤维可以改善混凝土的分散性，使其更加均匀地分布在混凝土中。
（4）增强混凝土的抗拉强度：纤维可以增强混凝土的抗拉强度，从而提高混凝土的整体性能。
三、混凝土中添加纤维的应用3.1 道路铺装在道路铺装中，混凝土中添加纤维可以提高混凝土的耐久性能和抗裂性能，从而延长道路的使用寿命。
此外，添加纤维还可以降低道路的维护成本，减少道路维修次数。
3.2 桥梁建设在桥梁建设中，混凝土中添加纤维可以提高桥梁的抗震性能和抗裂性能，从而提高桥梁的整体性能。
此外，添加纤维还可以延长桥梁的使用寿命，减少桥梁的维修次数。
3.3 建筑工程在建筑工程中，混凝土中添加纤维可以提高建筑物的整体性能和稳定性，从而保证建筑物的安全性。
木纤维加混凝土的作用
木纤维加混凝土的作用以木纤维加混凝土的作用为标题，我们来探讨一下木纤维在混凝土中的应用。
混凝土是一种广泛应用于建筑工程中的材料，它主要由水泥、砂、骨料和混合材料组成。
传统的混凝土在强度、耐久性和抗裂性方面存在一些问题，为了解决这些问题，人们开始研究并尝试在混凝土中加入各种添加剂，其中木纤维便是一种常用的添加剂。
木纤维能够改善混凝土的强度和耐久性。
木纤维可以增加混凝土的抗拉强度和抗冲击性能，使其在受力时更加均匀分布，从而提高混凝土的整体强度。
此外，木纤维还可以减少混凝土的收缩和膨胀，降低开裂的风险，延长混凝土的使用寿命。
木纤维能够提高混凝土的耐久性。
混凝土在长期使用过程中，可能会受到环境中的各种因素的侵蚀，例如气候变化、化学物质等。
而木纤维的添加可以减少混凝土的渗透性，防止水分和有害物质的渗入，从而提高混凝土的耐久性。
此外，木纤维还可以吸收一部分水分，减少混凝土的干缩和湿胀。
木纤维还能够改善混凝土的工艺性能。
在混凝土的施工过程中，木纤维可以提高混凝土的可塑性和流动性，使其更易于施工和浇筑。
同时，木纤维还可以提高混凝土的凝结时间，延长混凝土的施工时间窗口，提高施工效率。
在实际应用中，木纤维可以根据需要选择不同的类型和长度。
长纤维的木纤维可以用于增强混凝土的抗拉强度和抗冲击性能，适用于一些对强度要求较高的工程；而短纤维的木纤维则可以用于改善混凝土的可塑性和流动性，适用于一些需要施工性能较好的工程。
总的来说，木纤维在混凝土中的应用可以提高混凝土的强度、耐久性和工艺性能。
它不仅可以增强混凝土的抗拉强度和抗冲击性能，还可以减少混凝土的收缩和膨胀，延长混凝土的使用寿命。
此外，木纤维还能够改善混凝土的可塑性和流动性，提高施工效率。
因此，在实际工程中，合理使用木纤维加混凝土可以有效提高工程质量，并延长工程的使用寿命。
混凝土碳纤维增强原理及应用
混凝土碳纤维增强原理及应用一、混凝土碳纤维增强原理混凝土碳纤维增强是指在混凝土中添加一定量的碳纤维，通过将碳纤维与混凝土结构一起使用，从而增强混凝土的力学性能。
混凝土碳纤维增强的原理主要是通过碳纤维与混凝土的结合，使混凝土具有更高的抗拉强度和韧性。
碳纤维是一种具有高强度和高模量的材料，其强度和模量分别为钢的6-7倍和2-3倍。
碳纤维在混凝土中的添加可以提高混凝土的强度和刚度，并且碳纤维具有优异的耐腐蚀性能，能够有效地提高混凝土的耐久性。
混凝土碳纤维增强的应用主要是在混凝土结构的抗震、抗风、抗爆、抗冲击等方面。
在地震中，混凝土结构往往会发生剪切破坏和拉伸破坏，而碳纤维具有优异的抗剪和抗拉性能，可以有效地提高混凝土结构的抗震性能。
在强风、爆炸和撞击等情况下，混凝土结构往往需要承受大的冲击力，而碳纤维具有优异的抗冲击性能，可以有效地提高混凝土结构的抗冲击性能。
二、混凝土碳纤维增强应用1. 桥梁在桥梁中，混凝土碳纤维增强主要应用于桥梁的抗震加固和防腐防蚀。
桥梁作为交通运输的重要设施，其抗震性能和耐久性非常重要。
通过添加碳纤维可以有效地提高桥梁的抗震性能和耐久性，延长桥梁的使用寿命。
2. 隧道在隧道中，混凝土碳纤维增强主要应用于隧道的加固和防火。
隧道是交通运输的重要通道，其安全性和耐久性非常重要。
通过添加碳纤维可以有效地提高隧道的抗震性能和耐久性，同时还可以提高隧道的防火性能。
3. 建筑在建筑中，混凝土碳纤维增强主要应用于建筑的抗震加固和防火。
建筑是人们生活的重要场所，其安全性和耐久性非常重要。
通过添加碳纤维可以有效地提高建筑的抗震性能和耐久性，同时还可以提高建筑的防火性能。
4. 地下工程在地下工程中，混凝土碳纤维增强主要应用于地下工程的抗震加固和防水。
地下工程是城市基础设施的重要组成部分，其安全性和耐久性非常重要。
通过添加碳纤维可以有效地提高地下工程的抗震性能和耐久性，同时还可以提高地下工程的防水性能。
纤维在混凝土中使用说明
纤维在混凝土中使用说明纤维在混凝土中的使用，真的是个让人耳目一新的话题。
你想啊，混凝土，咱们通常觉得它就是硬邦邦、冷冰冰的，像个严肃的老头，啥表情都没有。
但把纤维加入混凝土，简直就是给它穿上了时尚的外衣，摇身一变成了个有趣的角色。
你肯定会问，纤维到底能给混凝土带来啥好处呢？让我来给你讲讲。
纤维能够大大增强混凝土的韧性，听起来有点儿复杂，其实就是让混凝土不那么容易裂开。
想象一下，如果你用一根竹子夹住一块砖，砖头容易碎，但是如果你用一根强韧的铁丝，那砖头就能稳稳当当地待在那里。
这就像给混凝土加了个保护罩，不容易出乱子。
尤其在那些极端天气的地方，冷冷的冬天，热热的夏天，混凝土就像一位老将军，带着纤维的护航，依然能镇定自若。
再说说施工的时候，纤维的加入可是让一切都变得简单了。
想象一下，工人们在铺设混凝土的时候，不用太担心那些小裂缝的产生，心里可轻松多了。
有了纤维的帮助，混凝土就能在干燥的过程中保持更好的结构，这可是给工人们吃了颗定心丸，大家干活也更卖力了。
这就好比在打篮球的时候，有个高手在旁边护着你，你自然可以尽情发挥，心中没负担。
纤维的种类也是多得数不胜数，像是钢纤维、玻璃纤维、合成纤维，甚至天然纤维，各种选择让人眼花缭乱。
每种纤维都有自己的特色，就像各种风格的咖啡，不同的需求总能找到合适的搭配。
如果你的项目需要特别的强度，钢纤维无疑是个好帮手；如果追求轻便和经济，合成纤维则更合适。
选对了材料，工程的效果简直好得不得了。
别以为纤维只是在增强混凝土方面发光发热，它在防止水渗透上也大有作为。
水是混凝土的大敌，尤其是在那些容易下雨的地方，混凝土常常被水渗透得稀里哗啦。
但是，纤维就像个守护神，能有效减少水分的渗透，保证结构的牢固。
想象一下，如果你在户外露营，淋了一场雨，带了防水布，结果你的帐篷依然干燥，那感觉简直太爽了。
纤维的使用能降低混凝土的重量，让建筑物在结构上更加灵活，这样一来，设计师们的创意也能得到更好的实现。
土木建筑工程中纤维复合材料的应用
土木建筑工程中纤维复合材料的应用摘要：在土木工程中采用纤维增强复合材料，可以弥补现有材料的不足，使其具有更好的使用效果。
因此，对其使用状况进行深入研究，寻求更加科学、高效的工艺手段显得尤为重要。
文章着重对其优点和在民用和建设领域的发展现状进行了分析。
关键词：土木建筑；纤维复合材料；应用分析引言：土木建筑行业是国家的一个重点行业，在国家的经济和社会发展中扮演着举足轻重的角色，也是人民居住环境的基石，唯有通过持续的改善和创新，才能适应不同时期人民对居住环境品质的要求作为一种承载能力强、质量轻、强度高的新型建材，它可以适应当今社会的发展趋势，满足了生态文明的要求，它的使用费用低廉，节能，并且还具备了绿色环保的特性，这对我国的土木工程事业的发展有着十分重大的作用。
所以，在民用和建设中，纤维增强复合材料被越来越多地采用。
一、复合材料结构中的特征量研究1.对改善耐用性是有益的在建筑工程建设中，增强混凝土构件的强度和刚度，是一种非常有效的加固方法。
对于一些不太稳定的建筑来说，用碳纤维对它们进行强化，可以提高它们的强度。
过去，在传统的房屋建设中，常采用增强剂，但与纤维增强剂相比，其整体性能要弱于普通混凝土，特别是抗腐蚀、承载能力等方面。
由于纤维增强复合材料具有重量小、易于建造等优点，所以被越来越多的用于现代化建设。
利用碳纤维进行结构增强是一种很容易实现的方法，具有很好的施工效果，尤其是在外观上可以提高建筑物的耐用性和坚固性。
2. 具备优良的可设计能力纤维复合材料是一种综合材料，它可以按照实际的要求用各种纤维原料生产。
本公司生产的特种复合纤维制品，可根据客户的需要，选用不同的纤维量及独特的铺贴方式。
同时，该结构还能进行造型上的柔性化，使各类型的材料都能得到最大程度的发挥，为建材的多样化提供了可能。
这样，既能满足人们对环保要求的需求，又能体现出对其进行审美欣赏，使其具有更高的艺术价值。
3.优异的机械特性纤维的类型对其力学性质的影响也存在差异，比如，以聚丙烯纤维为代表的有机纤维能够显著提高其增韧效果，而无机纤维（如钢纤维和碳纤维）对其拉伸强度的提高更为显著。
纤维增强复合材料(FRP)加固混凝土结构技术综述
纤维增强复合材料(FRP)加固混凝土结构技术综述【摘要】纤维增强复合材料（FRP）加固混凝土结构技术已经成为结构加固领域的重要研究方向。
本文从FRP加固混凝土结构的原理与机制、FRP 材料的分类和特点、施工工艺、性能评价以及应用范围等方面进行了综述。
通过对该技术的研究和应用实例的分析，揭示了FRP加固混凝土结构技术在提高结构抗震性能、延长结构使用寿命等方面的优势。
也指出了该技术在设计规范、成本、耐久性等方面的局限性。
展望了FRP加固混凝土结构技术的未来发展趋势，为相关领域的研究和实践提供了参考和借鉴。
【关键词】FRP、增强复合材料、混凝土结构、加固技术、原理、特点、施工工艺、性能评价、应用范围、发展趋势、优势、局限性。
1. 引言1.1 FRP加固混凝土结构的背景FRP加固混凝土结构技术的发展源远流长，最早可以追溯到20世纪70年代。
最初，人们主要使用碳纤维、玻璃纤维等材料进行混凝土结构加固，通过在混凝土结构表面粘贴或缠绕FRP片材或布带，以提升结构的承载能力和抗震性能。
随着材料合成技术和加固技术的不断改进，FRP加固混凝土结构技术逐渐成熟，已经被广泛应用于桥梁、建筑物、水利工程等领域。
1.2 FRP在结构加固领域的应用1. FRP加固桥梁：在桥梁结构中，FRP可以有效地提高桥梁的承载能力和耐久性，延长桥梁的使用寿命。
通过在桥梁梁段或墩柱部位进行FRP包裹或加固，可以有效提高桥梁结构的受力性能。
2. FRP加固建筑：在建筑领域，FRP可用于加固柱、梁、楼板等结构件，提高建筑物的抗震能力和承载能力。
通过在建筑结构表面粘贴或包裹FRP材料，可以有效改善结构的整体性能。
3. FRP加固管道：在工业管道等设施中，FRP被广泛应用于加固和修复受损管道，提高管道的耐腐蚀性能和抗压能力。
FRP材料具有良好的耐腐蚀性和耐磨性，适合在恶劣环境下进行管道加固。
4. FRP加固海洋工程：在海洋工程领域，FRP可以用于加固海洋平台、码头、堤坝等结构，提高其抗风浪、抗冲击等性能。
混凝土中使用纤维增强的方法及效果
混凝土中使用纤维增强的方法及效果一、介绍混凝土是一种常用的建筑材料，但它在受力方面存在一些缺陷，如低抗裂性、低韧性和易开裂等。
为了解决这些问题，人们研究出了纤维增强混凝土（FRC）这种新型材料。
本文将介绍如何使用纤维增强混凝土来提高混凝土的性能。
二、纤维增强混凝土的种类纤维增强混凝土主要分为短纤维增强混凝土和长纤维增强混凝土两种。
短纤维增强混凝土：通过将高强度、高弹性模量的短纤维混合到混凝土中，可以提高混凝土的强度、韧性和抗裂性。
常用的短纤维材料有钢纤维、玻璃纤维、碳纤维等。
长纤维增强混凝土：长纤维增强混凝土采用长度在25mm以上的纤维，可以提高混凝土的拉伸强度、韧性和抗裂性。
常用的长纤维材料有钢纤维、玻璃纤维、碳纤维等。
三、纤维增强混凝土的制备纤维增强混凝土的制备方法主要有两种：干法和湿法。
干法制备：将水泥、砂子、骨料和纤维混合均匀，然后加入适量的水搅拌，最后放入模具中振捣成型。
干法制备的纤维增强混凝土具有材料成本低、制备简便等优点。
湿法制备：将水泥、砂子和骨料混合均匀，然后加入适量的水搅拌，最后加入纤维进行搅拌，将混合物放入模具中振捣成型。
湿法制备的纤维增强混凝土具有混凝土强度高、抗裂性好等优点。
四、纤维增强混凝土的效果纤维增强混凝土可以提高混凝土的强度、韧性和抗裂性，具体效果如下：1.提高混凝土的强度：纤维增强混凝土中的纤维可以在混凝土中形成网状结构，从而提高混凝土的强度。
2.提高混凝土的韧性：纤维增强混凝土中的纤维可以在混凝土受力时吸收能量，从而提高混凝土的韧性。
3.提高混凝土的抗裂性：纤维增强混凝土中的纤维可以防止混凝土的开裂，从而提高混凝土的抗裂性。
五、纤维增强混凝土的应用纤维增强混凝土在建筑领域的应用越来越广泛，主要应用于以下几个方面：1.地下工程：地下工程中的混凝土常常受到地震和地下水的侵蚀，纤维增强混凝土可以提高混凝土的抗震性和抗水性。
2.桥梁：桥梁是需要承受重载车辆和人员的建筑物，纤维增强混凝土可以提高桥梁的强度和韧性，从而延长桥梁的使用寿命。
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题目：浅谈纤维增强混凝土的应用与前景 姓名：*** 学号：********* 专业：结构工程2013 浅谈纤维增强混凝土的应用与前景 贾龙杰 （辽宁工业大学，锦州）
1前言 作者通过阅读近几年关于纤维增强混凝土的文献，在本文中对纤维增强混凝土对改善混凝土固有脆性等缺点的作用、原理进行了阐述。同时，还在文章中讨论了纤维增强混凝土所用材料的特点、优势、应用领域和影响其性能的各种因素，主要包括钢纤维、碳纤维、玻璃纤维、聚丙烯纤维、玄武岩纤维等增强混凝土的应用和特点。
2纤维增强混凝土 作为当今世界上使用最广泛的土工材料，传统的混凝土易成型、耐久性好、成本低廉、取材容易，抗压能力强,易与钢筋、型钢等组合制成各种结构构件，在工程界得到广泛的应用。但是，传统的混凝土也有它本身难以克服的缺陷，如脆性大、自重大，尤其是抗拉强度低、无法满足结构抗裂、耐久性、韧性等方面的设计要求。因此，人们致力于研究高强、轻质、脆性低、耐久性好的混凝土。其中，纤维增强混凝土是混凝土材半封研究中的一个重要方面。 2.1 国际上的研究状况 为了解释脆性材料的实际断裂强度与理论断裂强度的巨大差异,Griffith(1920)提出了裂纹理论。Evans和McMeeking(1986)研究表明：增强晶须在裂纹表面施加一个桥联应力，可降低应力强度因子。Becher(1988)认为为了得到大的增强效果，晶须强度要高，半径要大，而界面结合强度要小。Sigl和Evans(1989)的研究结论是：对于高韧性脆性基质复合材料，裂纹扩展阻力和基质裂纹应力除依赖于残余应力、弹性性质、脱黏后纤维与基质的摩擦系数和纤维强度外，还依赖于界面的脱黏。Zhu 等人(1999)研究狗骨状聚乙烯短纤增强聚酯复合材料的机械性能。Liao和Reifsnider(2000)研究了单向连续纤维增强脆性基质复合材料，建立了拉伸断裂强度模型。 1963年美国学者Romualdi提出了“纤维阻裂机理”或（称纤维间距理论)，根据线弹性断裂力学来解释纤维对于裂缝的阻裂效应。后来英国Swamy，Mangat 提出了“复合材料机理”，从复合材料的混合原理出发，将纤维增强混凝土看作纤维的强化体系，并用混合原理来推定纤维混凝土的抗拉和抗弯强度。这两种理论得到了人们的广泛重视，也极大地促进了纤维混凝土的发展。 上世纪70年代初，美国研制出了熔钢抽丝法，能廉价生产钢纤维，1980 年代末美国混凝土协会(ACI)544委员会首先制定了《钢纤维混凝土实验方法》，1983年日本土木工程学会制定了《钢纤维混凝土设计施工指南》，日本混凝土工程协会于1984年制定了《钢纤维混凝土实验方法标准》，这些标准为大规模使用纤维创造了条件。1970年代中期，玻璃纤维在混凝土中的应用实现了工业化。1980年代中期，碳纤维在混凝土中的应用也实现了工业化。1980年代后期，其他合成纤维增强混凝土相继实现工业化。30多年来，随着生产技术的发展，已解决了FRC拌和物搅拌困难、纤维与混凝土的粘接力等问题，在重要道路路面、飞机跑道等防裂和抗冲磨要求高的工程，以及屋面或地下刚性防水的工程中已发挥了显著的优势。 2.2国内的研究状况 我国对纤维增强混凝土的研究起步较晚，在1970年代末开始研制钢纤维，1980年代以来已在许多土木工程中使用，产生了良好的社会、经济效果。中国工程建设标准化协会于1993 年 5 月批准实施《纤维混凝土结构设计与施工规范》，规范的颁布极大地推动了钢纤维在公路路面、机场跑道、桥面、水工、建筑、铁路、市政、军事工程以及各种建筑制品等领域的推广应用。目前已召开过8届全国性的学术会议，关于纤维混凝土理论与技术的研究较为系统和深入，并逐渐被广大工程技术人员所接受，已在三峡等一批重大工程中应用。我国目前已有少量用于混凝土（砂浆）的聚丙烯、尼龙等纤维的生产，其性能不亚于国外同类产品，已在上海等地成功地用于刚性防水、大面积的基础底板防裂等工程，并取得了很好的效果。 同济大学马一平等研究了改性聚丙烯纤维水泥基复合材料的抗塑性开裂性能和基本力学性能。实验结果表明：聚丙烯纤维的几何形态对水泥砂浆的抗塑性开裂性能有明显影响，分散程度好的纤维最好，分散程度较好的纤维次之，分散程度较差的纤维最差。武铁明等人的研究表明，当纤维掺入到混凝土中并充分拌匀后，初期，均匀分布的纤维在新拌混凝土内构成一种网状承托体系——承托骨料，从而有效减少混凝土的内分层，减少空腔的产生；硬化过程中由于纤维以单位体积内较大的数量均匀分布于混凝土内部，微裂缝在发展的过程中必然遭到纤维的阻挡，消耗了能量，使其难以继续进一步地发展，从而阻断裂缝扩展达到抗裂的作用。范溶、薛元德在“用蒙特卡罗方法模拟单向复合材料的拉伸断裂过程”中，通过采用改进的剪滞模型，假定界面不发生破坏，求得不同基体纤维刚度比，不同基体韧性情况下断裂纤维附近的应力集中系数，然后通过蒙特卡罗方法模拟单向复合材料的拉伸断裂过程，比较若干情况下复合材料的拉伸强度，找出提高纤维增强混凝土拉伸强度的方法。 2.3纤维增强混凝土的定义及分类 纤维增强混凝土(Fiber Reinforced Concrete，简称FRC)是在混凝土基体中掺人比较短的、不连续的离散纤维组成的复合材料。在混凝土中掺加纤维的目的有两种。第一，以提高混凝土强度为主要目标。对于这种纤维混凝土材料，要求纤维具有比混凝土基材高得多的抗拉强度和刚度，例如，钢纤维混凝土。第二，以提高混凝土抗裂、抗收缩为主要目标，一般采用刚度比混凝土低的合成纤维。 纤维混凝土增韧机理主要包括： 1 感性解释 S.P.Shah在阐明纤维增强复合材料中的增韧机理时认为,这种复合材料在基体出现第一条裂缝后，如果纤维的拉出抵抗力大于出现第一条裂缝时的荷载，则它能承受更大的荷载。在裂开的截面上，基体不能抗受任何拉伸，而纤维承担着这个复合材料上的全部荷载。随着复合材料上荷载的增大，纤维将通过粘结应力把附加的应力传递给基体。如果这些粘结应力不超过粘结强度，基体就会出现更多的裂缝。这种裂缝增多的过程将继续下去，直至或是纤维断掉或是粘结强度失效而导致纤维被拔出。 2 纤维间距理论 这一理论由美国的Romualdi和Betson(1963年)提出。根据线弹性断裂力学来说明纤维对混凝土裂缝发生和发展的约束作用，对于混凝土这类内部原来具有缺陷和裂纹的材料，其开裂强度可因混凝土内加入纤维后，混凝土的韧性增大、裂缝尺寸减小或裂缝尖端应力集中系数降低而得到提高。这就从理论上说明了纤维增强混凝土的机理。就纤维增强混凝土而言，纤维平均间距始终是对线性材料性能起决定作用的一个极为重要的因素。纤维平均间距决定着混凝土在搅拌时的流变性，而且在某种程度上也影响着成型后混凝土的各种性能。 3 混合原理 这一原理的出发点是将纤维增强混凝土看作为纤维增强的复合材料，假定混凝土基体和纤维处于完全粘结的条件下，并且在混凝土基体和纤维连续构成的复合体上，柱状纤维是一维单向配制于基体中的。该复合体的强度是由纤维与基体的体积比和应力所共同决定的。 4 三维乱向短纤维的增强机理 以上两种传统的纤维增强机理的力学模型均是单向连续纤维模型，属于理想化情况。实际上,短切乱向纤维在基体中是三维分布的，由于纤维的“短切”和乱向关系，就不如单向连续纤维那样能充分发挥增强作用。在用三向乱维短纤维的增强机理分析时，考虑了纤维与混凝土二者相互作用的复杂情况，采用几个相关系数(方向有效因子、界面粘结因子、长度有效因子)使结论更符合实际情况。 根据纤维增强混凝土中复合的纤维材料的不同，常见的纤维混凝土有以下几种： 1 钢纤维增强混凝土 【6】通过对钢纤维增强混凝土力学性能的试验研究，分析了钢纤维混凝土的力学性能与钢纤维体积率、层厚的变化关系，得到结论：1)低掺量钢纤维的加入,对混凝土的抗压性能无明显影响；2)对于钢纤维混凝土试件，由于钢纤维的阻裂、增韧作用，使钢纤维混凝土的弯拉强度增大，并随钢纤维掺量的增加而增大,随着钢纤维体积率的增加，钢纤维混凝土梁的弯拉承载力迅速提高,但并不随钢纤维体积率的增加而线性提高；3)将钢纤维加入混凝土能大幅度提高混凝土的韧性，掺量为2.0%的钢纤维混凝土韧性是掺量为0.5%的钢纤维混凝土韧性的3倍，将钢纤维掺入混凝土能将混凝土的脆性破坏状态变为延性破坏；4)由于钢纤维对提高混凝土的抗压性能作用不大，因此钢纤维混凝土试件的承载力和韧性并不随钢纤维层厚的增加而线性增长。【7】对钢纤维混凝土的抗压强度、抗弯强度、弹性模量和断裂能等进行了试验研究. 结果表明：钢纤维混凝土立方体的抗压强度、抗弯强度随着钢纤维掺量的增加而增大；在钢纤维掺量不变的情况下，钢纤维混凝土的抗压弹性模量会随着龄期的增加而提高；钢纤维对混凝土的阻裂作用很明显，而对混凝土起裂的限制作用不明显；在混凝土初凝之前，无论是普通混凝土还是钢纤维混凝土，内部温度的变化规律与外界温度的变化规律不同，并且此阶段混凝土内部应变的变幅很大，普通混凝土应变的变幅要比钢纤维混凝土应变的变幅大得多；在混凝土初凝之后，无论是普通混凝土还是钢纤维混凝土，内部温度的变化规律与外界温度的变化规律相同，并且此阶段混凝土内部应变的变幅很小。 2 碳纤维增强混凝土 【8】对碳纤维混凝土有关特性的试验研究进行了分析，探讨了其主要作用机理，得到结论：(1)影响CFRC性能的因素较多，包括CFRC的组分、碳纤维长度、混凝土水比和密实成型方法、养护龄期、外加剂、碳纤维的均匀分散性及其与混凝土基体的粘结程度等。(2)CFRC中碳纤维的分散性直接影响CFRC的力学和电学性能。(3)由于目前碳纤维的价格偏高，且碳纤维掺量过多会影响混凝土结构的抗压性能。(4)CFRC复合材料理论中的方向有效系数其准确取值是一个十分复杂而又重要的问题，可考虑采用统计学理论结合试验进行研究；对于界面粘结系数可结合微观研究手段作深入探讨。(5)目前，CFRC力学性能增强机理的理论研究尚未完善、统一，其导电机理的研究仅处于定性探讨阶段，需通过试验与实践继续致力于理论研究。【9】基于试验探讨了短切碳纤维掺量对混凝土立方体试块抗压强度的影响，进一步研究碳纤维混凝（CFRC)的力学性