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申请/专利权人：武汉大学

摘要：本发明公开了一种纤维混凝土增韧设计方法，属于混凝土技术领域。本发明方法改变了传统纤维混凝土中，纤维对混凝土裂缝扩展过程的被动控制特征，从复合材料设计的源头出发，首先设计出具有超高延性的复合胶凝材料基体，其次结合骨料，在特定基体与骨料参数组合的基础上，使复合材料在外部加载过程中，于骨料颗粒之间发展出介观多缝开裂与应变硬化行为。由此方法制备的纤维混凝土，主动分散了材料内部的脆性损伤破坏，且避免了由骨料与基体间的薄弱界面粘结所引起的裂缝失稳扩展，相比于传统纤维混凝土设计方法而言，本发明更为准确地构建了材料成分、微观构造、与宏观力学响应之间的关联，且更为高效地提升了材料的韧性。

主权项：1.一种纤维混凝土增韧设计方法，其特征在于，包括如下步骤：1砂浆基体设计：基于材料抗压强度要求拟定胶凝材料、砂、与水之间的比例，控制砂的粒径D50为0.1～4.75mm，颗粒圆度为0.3～0.9；确定基体的ModeI断裂韧性；在满足抗压强度需求的前提下，调整成分件的比例，使ModeI断裂韧性控制为0.01～1.0MPa·m12；2具有应变硬化特点的延性复合砂浆设计：结合所得砂浆基体，设计基于纤维增强的延性复合砂浆，纤维的长度为6～18mm，直径为10～50μm，纤维与砂浆基体间的摩擦粘结力的最低标准为0.8MPa，化学粘结力≤1.5Jm2；纤维的总体积用量为1.5％～2.5％，在砂浆基体中以三维随机方式均匀分布；所得延性复合砂浆于标准测试条件下进行带缺口的直接拉伸测试，纤维对裂缝的桥联作用需满足多缝开裂的应力与能量准则；调整砂浆基体与纤维的参数，延性复合砂浆的抗拉延性的最低标准为2％，卸载前的最大裂缝宽度≤50～300μm；3延性复合砂浆与骨料之间的交互设计：选择骨料，控制骨料粒径D50为4.75～50mm，骨料平均间距的最低标准为6mm，单方纤维混凝土中的骨料用量可根据骨料平均间距来确定；根据实际骨料的平均间距，调整延性复合砂浆中的纤维长度的设计参数，满足骨料平均间距＞纤维长度的设计准则；拌和延性复合砂浆与骨料，砂浆基体黏稠度的最低标准为8.0Pa·s，骨料在复合砂浆中的均匀分布系数的最低标准为0.9；4承载力检验与优化：基于以上步骤优化得到的配比，制备设计所需的纤维混凝土；纤维混凝土经标准养护至规定龄期，测得单轴抗压强度、四点弯曲极限荷载与韧性；抗压强度不满足承载力要求时，反馈至步骤1，对砂浆基体成分与比例进行调整，重复以上步骤直至承载力满足设计要求。

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