【正文】 RILEM標準的抗彎強度（又叫比例極限）和等效抗彎強度分別通過下面的三式講行計算: () 。在試驗開始的前兩分鐘內，數(shù)據(jù)采集頻率不應小于5，之后直至試驗結束，數(shù)據(jù)采集頻率不應小于1。等速位移控制，直到給定的終點撓度，荷載與跨中撓度值連續(xù)記錄下來。測量CMOD的參考點之間的初測距離不超過40mm，建議開口位移測量系統(tǒng)沿梁試件的跨中縱軸安裝，以使試件底部和測量系統(tǒng)軸線之間的距離為5mm或更少。 RILEM標準試件三點加載示意圖要求測量設備能夠準確測量試件的跨中撓度，以及加載設備和支座的變形在內的與試驗無關的變形。兩個支座及加載裝置均為直徑30mm177。 梁試件的切口位置及深度因為試驗要求等速位移控制，所以要求使用能夠使試件的撓度或CMOD以恒定速率增加的儀器。1mm。因開口造成的養(yǎng)護間斷時間不應超過3小時，所以試驗前應留出充足的準備時間，包括測量裝置和傳感器的定位，一般在試件養(yǎng)護28天時進行試驗。 試件澆注和模具填充順序采用濕法開口，每根梁由澆筑面翻轉90176。在混凝土澆筑后的2448小時之間拆模，然后置于溫度為177。澆筑時，一次填料量應近似達到試件高度的90％，然后繼續(xù)加料填滿模具，抹平，同時進行振搗密實，注意應采用外部振搗器振搗密實。標準試驗試件為尺寸為150 mm150 mm550mm的混凝土梁試件，鋼纖維長度超過60mm，骨料最大粒徑超過32mm的混凝土不能用于制作標準試件。本試驗方法可用于確定：（1）比例極限（LOP：the limit of proportionality），即荷載—撓度曲線（Load—Deflection）或荷載－裂縫口擴展寬度（Load—CMOD）曲線上對應點FL的應力作為比例極限；（2）等效抗彎強度和，分別對應跨中撓度為和，用以鑒定材料性能；（3）達到給定撓度或CMOD時的剩余彎拉強度，用以鑒定材料性能。 DBV韌性指標計算示意圖與其他標準相比，DBV標準的主要優(yōu)點是：（1）DBV標準有較為實用的計算體系，不但給出了纖維混凝土靜力計算的基礎，還包括了不同齡期的纖維與混凝土的粘結、耐久性、抗?jié)B性和安全系數(shù)等的計算方法；（2），避免了確定第一條裂縫的困難。注：，n=1, 2。 DBV標準試驗加載方式示意圖 纖維混凝土梁所吸收的能量： () 纖維混凝土梁的等效抗彎強度： ()式中，—（kN）； ，—梁的跨度、截面寬度及高度（mm）。 德國纖維混凝土DBV標準 DBV標準引入等效抗彎強度和變形能的概念來表述纖維混凝土的韌性及其能量吸收能力，并用和取代ASTM中的和，其中表示纖維混凝土梁所吸收的能量，表示纖維混凝土梁的等效抗彎強度。（3）等效抗彎強度的定義帶有相應的安全系數(shù)，在計算時考慮了纖維混凝土的一些重要特性但是該標準提供的評價方式比較概括，無法精確地對比區(qū)分混凝土開裂前后彎曲性能的變化。 根據(jù)荷載曲線上升段出現(xiàn)明顯拐點時對應的荷載計算。等效抗彎強度按下式計算： ()式中，—跨中撓度為時的荷載撓度曲線下的面積； 、—試件的寬度、高度及跨度。試驗采用三點加載，位移控制。與ASTM標準類似，CECS標準也存在確定試件初裂時刻（即第1條裂縫出現(xiàn)）的困難，因為梁承受荷載時是先產(chǎn)生微裂縫，再發(fā)展延伸成宏觀上的可見裂縫，初裂荷載和初裂撓度的確定存在較大的人為性，勢必會對韌性指數(shù)的準確計算帶來不良影響。與ASTM標準類似，CECS標準定義了三個韌性指數(shù)：、可按下列公式計算： CECS13: 89彎曲韌性計算示意圖 () () () CECS標準在ASTM標準的基礎上增加了承載能力變化系數(shù)這一表征承載能力變化的指標。 中國工程建設標準協(xié)會標準(CECS 13: 89) CECS標準首先確定初裂點A，并將A點的縱坐標記為初裂荷載，橫坐標記為初裂撓度，面積記為初裂韌度。ASTM標準推薦的試件尺寸為100 mm100mm350mm，跨度為300 mm。 （3）韌性指數(shù)I、殘余強度指數(shù)R與梁的截面形狀、尺寸及跨度等因素有關。不僅如此，試驗加載控制模式對初裂撓度有明顯的影響，尤其當荷載接近峰值荷載時，荷載撓度曲線顫動明顯，從而使初裂點的確定變得十分困難。ASTM標準的優(yōu)點是：（1）明確的物理意義，能夠確切地反映出鋼纖維混凝土的工作狀態(tài)，通過、和表征與理想彈塑性材料的偏離程度；（2）便于在實際工程中的應用，以初裂點撓度的倍數(shù)確定終點撓度，與工程常用的延性比類似，選用，和等位置為特征點與設計實情相近；（3）能夠在一定程度上反映纖維體積率及混凝土基體特性對鋼纖維混凝土韌性的改善程度；（4）不受試件形狀、尺寸的影響，可用用來計算不同試件尺寸和不同性能的鋼纖維混凝土。 梁的加載方式韌性指數(shù)I根據(jù)試件第一條裂縫出現(xiàn)時的撓度及相對應的能量來確定。 美國材料試驗學會標準（ASTM C1018)ASTM標準要求試驗為位移控制，一次加載時間至少為15min，跨中撓度至少應超過相對于韌性指標撓度的10%，兩點加載，荷載作用點距支座距離為梁跨度的1/3。 纖維混凝土彎曲韌性評價標準 許多國家都設立了針對纖維混凝土彎曲韌性的試驗方法和評價體系，包括：美國材料試驗學會ASTM C1018標準、中國工程建設標準協(xié)會CECS 13: 89標準、日本土木學會JSCE標準、國際材料和結構協(xié)會RILEM標準、歐盟EFNARC標準、德國纖維混凝土DBV標準等。對材料韌性高低的衡量，過去多使用能量法，即采用應力應變曲線（或荷載撓度曲線）下包圍的面積表示?；炷潦且环N準脆性材料，隨著強度的提高，其脆性也顯著增大。 纖維混凝土的抗彎性能 韌性是衡量纖維混凝土工作性能的重要指標, 也是纖維混凝土較之素混凝土的優(yōu)點體現(xiàn)之一。隨鋼纖維摻量的增大，初裂荷載、初裂撓度和極限荷載、極限撓度均有相應的提高，荷載一位移曲線下所包圍的面積增大。鋼纖維外形和長徑比的改變，影響鋼纖維與高強混凝上粘結性能，從而影響鋼纖維高強混凝上的劈拉強度。 高丹盈等[23]在《鋼纖維混凝上試驗方法》(CECS 13 : 89)的基礎上，對劈拉試驗方法和測試裝置進行了適當改進，測定了纖維(鋼纖維和聚丙烯纖維)高強混凝上的劈裂抗拉強度和變形性能。試驗證明：鋼纖維對混凝土的劈拉強度的影響非常顯著。在宏觀上表現(xiàn)為壓縮破壞時沒有明顯的碎塊和崩落，保持了良好的整體性[20]。雖然鋼纖維混凝土的抗壓性能比普通混凝土沒有大的提升，但其受壓韌性卻有很大的提高。 纖維混凝土的抗壓性能 鋼纖維混凝土抗壓強度隨著鋼纖維摻量的增加而有所提高，但提高幅度不大。使侵蝕介質浸入基體的速率降低，對鋼筋混凝土構件中鋼筋的防腐蝕有利； （7）某些特殊纖維配制的混凝土，其熱學性能、電學性能、耐久性能較普通混凝土也有變化。在此階段，跨越裂縫的鋼纖維開始起增強作用，使裂縫的擴展速度減慢；（3）硬化水泥漿解體破壞，此時裂縫迅速失穩(wěn)擴展，宏觀裂紋隨之增長，橫跨裂縫的鋼纖維有效地阻止裂縫的發(fā)展；（4）鋼纖維拔出破壞，隨宏觀裂紋寬度的增大，鋼纖維克服與基體的粘結力，逐漸認基體中拔出。 姚武在研究鋼纖維高強混凝土的抗壓、劈拉、抗彎強度以及抗彎韌性指數(shù)等參數(shù)的規(guī)律后，將鋼纖維高強混凝土受荷破壞過程分為4個層次[16]:（1）混凝土破壞，即裂紋沿砂漿和粗骨料結合面穩(wěn)定、緩慢地發(fā)展，或裂紋貫穿粗骨料。如果纖維在混凝土基體內部不能均勻分散，也會因為相鄰區(qū)域存在纖維密布與纖維相對稀疏的差異而導致如同裂縫般的開裂。 纖維間距理論的假設前提是纖維均勻分散，如果纖維不能均勻分散，則纖維間距理論可能失效或部分失效。而Krenchel則指出，當纖維排列不成正交矩陣時，考慮纖維取向的影響，得出一維、二維和三維的纖維間距與體積率的關系：一維情形： （）二維情形： （）三維情形： （）式中，、—纖維間距；—纖維截面面積；—纖維直徑；—纖維摻量。由于這根纖維的存在，裂縫發(fā)展受阻，只能在混凝土基體內形成類似于無害孔洞的封閉空腔或者內徑非常細小的孔洞。因此均勻分布在混凝土基體中的纖維，可以起到阻止基體內微裂縫發(fā)展的作用。 纖維間距理論纖維間距理論，又稱纖維阻裂理論。由于纖維與基體變形協(xié)調一致，無相對滑移，由上式得： （）當纖維與基體都是彈性材料時，上式變?yōu)? （）式中，—纖維混凝土的彈性模量；—混凝土的彈性模量；—纖維的彈性模量；—纖維的體積率。纖維與混凝土基體的粘結力直接影響纖維對混凝土的增強、增韌和阻裂效果[14]。針對纖維混凝土，該理論的假設前提是：（1）基體為各向同性材料；（2）纖維沿應力方向一維分布且連續(xù)；（3）纖維與基體變形協(xié)調一致，無相對滑移。此時，如果混凝土沒有配筋約束，便會在應力集中部位出現(xiàn)裂縫。一般情況下，混凝土材料是非勻質的，因此當混凝土構件受到拉力作用時，其界面各點受力不均勻，存在大量不規(guī)則的應力集中點。 纖維混凝土的增強理論 目前，對纖維混凝土增強機理主要有兩種理論解釋[12]：一種立在復合材料混合原理基礎上的復合材料理論；另一種是建立在假設纖維與混凝土基體完美粘結基礎上的纖維間距理論。由于以上優(yōu)點，纖維混凝土近年來的應用規(guī)模逐漸擴大。 軍事工程 鋼纖維混凝土以其優(yōu)良的抗爆裂、抗破碎、抗震塌及抗沖擊性能，在掩體工事等軍事工程中得到了廣泛的應用。北京景山飯店用噴射鋼纖維混凝土加固出現(xiàn)質量事故的剪力墻及柱，長春一大連鐵路石砌橋墩灰縫失效，用噴射鋼纖維混凝土加固等等。日本鋼鐵俱樂部采用鋼纖維混凝土作鋼管樁防腐層，在海水中浸泡10年，鋼纖維混凝土防腐完好，鋼管表面無銹蝕，仍有金屬光澤。挪威奧斯陸集裝箱碼頭，為防止海水對建筑物的腐蝕，提高碼頭抗集裝箱的撞擊破壞能力，并防止嚴寒氣候條件下，冰凍對混凝土的滲透膨脹破壞，較早地采用了纖維混凝土。以上工程都獲得了較為滿意的效果，并取得了較好的經(jīng)濟效益。這些部位對混凝土材料自身的抗拉強度、抗剪強度以及抗裂性能的要求都比較高，極大發(fā)揮了鋼纖維混凝土自身的優(yōu)勢。上海等地在預應力管柱和預制方樁的生產(chǎn)中，在樁頭或樁尖部分加入鋼纖維，以增強樁的抗錘擊性能和貫穿能力，都取得了良好效果。如抗震框架節(jié)點中使用鋼纖維混凝土，能代替箍筋滿足節(jié)點對強度、延性、耗能等方面的要求，而且還能提供類似于箍筋約束混凝土的作用，并可以解決節(jié)點區(qū)鋼筋過于密集導致混凝土難于澆注的施工問題；用鋼纖維混凝土制成的自防水預應力屋面板，不僅提高了自防水預應力屋面板的抗裂性能，同時也減少了縱向預應力筋的配筋率，提高了結構的耐久性。鋼纖維混凝土的應用，使鐵路維修工作量大為減少，并提高了線路的使用壽命，經(jīng)濟效益良好。通過使用了鋼纖維混凝土，在提高襯砌的抗震性能的同時，還減少了混凝土的用量，取得了明顯的經(jīng)濟效益。鐵路工程承受較大的荷載、較高的速度和數(shù)萬次的振動，所以要求混凝土必須具有較高的強度、較高的抗沖擊性及較大的塑性，進而充分利用了鋼纖維混凝土的抗沖擊性及較好的塑性。 隧道和鐵路工程在隧道施工中使用噴射鋼纖維混凝土具有縮短工期，提高施工安全和施工質量，節(jié)省人力等優(yōu)勢。在隨后提出的改造方案中，為使瀝青混凝土層與鋼板橋面產(chǎn)生的大撓度變形相適應，要求混凝土層具有一定的抗彎拉、抗剪切、抗沖擊、抗裂以及耐壓縮、耐磨損、耐疲勞等性能，最終在瀝青混凝土鋪裝層中摻入鋼纖維，以鋼纖維增強混凝土的各項性能指標，取得了良好的效果。纖維混凝土作橋面鋪裝層可有效地抑制和減少裂縫，增強橋面的防水性和抗破碎能力，減緩鋼筋銹蝕和延長結構的壽命。 纖維混凝土的實際工程應用纖維混凝土以其優(yōu)良的抗拉、抗彎、阻裂、耐沖擊、耐疲勞、高韌性等物理力學性能，目前已被廣泛應用于建筑工程、水利工程、公路橋梁工程、公路路面和機場道面工程、鐵路公程、管道工程、內河航道工程、防暴工程和維修加固工程等各個專業(yè)領域。東南大學的焦楚杰和孫偉對聚丙烯纖維和鋼纖維混雜增強高強混凝土的彎曲性能進行的試驗研究表明:鋼纖維與聚丙烯纖維組成三維亂向支撐網(wǎng)，在一定程度上彌補了混凝土的原始缺陷，增強了基體的抗拉能力:鋼纖維與聚丙烯纖維纏繞在一起，在承受彎曲荷載時產(chǎn)生“纖維連鎖”效應，更大程度地提高了試件的抗彎強度；在裂縫擴展過程中，鋼纖維與聚丙烯纖維先后起到阻裂的主導作用，對裂縫的擴展進行全過程抑制，明顯增大了基體的韌性；從經(jīng)濟上考慮混雜纖維混凝土也有一定的優(yōu)勢，鋼纖維增強、增韌效果好，但會導致工程造價過高；聚丙烯纖維增韌效果好，價格較低，但聚丙烯纖維難以提高混凝土的強度，只能延緩后期破壞過程。耐久性好的纖維則可以用于提高混凝土在反復荷載作用下的強度和韌性。