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随着高铁、重载道面、大跨度桥面、重载机场跑道与工业地坪、地下管廊、蓄能水电站等重大土木工程建设的快速发展,以及地铁盾构管片、装配式构件等大型构件的发展,对于混凝土的抗裂能力、长期耐久性、裂缝控制能力、抗冲击、抗疲劳等性能等均提出了更高的要求。目前普遍采用低弹性模量、低强度的合成纤维,或者采用易生锈的钢纤维、钢筋网作为混凝土的增强材料,这些增强材料仍然未很好地解决混凝土易裂和变形能力不足等技术难题。耐碱玻璃纤维混凝土以其优良的抗拉、抗弯、抗裂等力学性能得到了国内外学术界的高度重视。但是,目前国内外对于耐碱玻璃纤维混凝土的研究主要集中在耐碱玻璃纤维布加强筋及喷射混凝土等方面,对其基本力学性能及增强增韧机理等的研究还很少。开展耐碱玻璃纤维混凝土增强与增韧特性研究对于其工程应用具有重要意义。本文分别对体积掺率为0.25%、0.45%和0.75%的耐碱集束型玻璃纤维混凝土和掺率为0.45%的钢纤维及掺率为0.75%的粗聚丙烯纤维混凝土进行了立方体抗压、立方体劈裂抗拉、轴心抗拉、四点弯曲韧性和三点切口梁断裂试验,分析了纤维掺率对耐碱玻璃纤维混凝土力学性能的影响规律,并和同体积掺率的钢纤维和粗聚丙烯纤维混凝土进行了比较;同时,采用纤维单丝直接拔出试验研究了耐碱集束型玻璃纤维与砂浆基体间的界面黏结性能,分析了玻璃纤维单丝埋深、水灰比和基体龄期等对界面黏结性能的影响规律,确定了纤维临界埋入长度;最后分析了玻璃纤维混凝土的增强与增韧机理。本文获得的主要研究成果如下:(1)玻璃纤维混凝土立方体抗压强度随纤维体积掺率的增加而增大,玻璃纤维的掺入,使混凝土破坏时脆性明显降低,混凝土的整体性较好;玻璃纤维掺率为0.25%、0.45%和0.75%时,立方体抗压强度比素混凝土分别提高了1.74%、3.65%和6.82%;玻璃纤维掺率较低时对混凝土立方体劈裂抗拉强度影响不明显;玻璃纤维掺率为0.75%时立方体劈裂抗拉强度比素混凝土提高了19.10%,比同体积掺率的粗聚丙烯纤维混凝土提高了4.2%。(2)玻璃纤维混凝土轴拉性能优于同体积掺率的粗聚丙烯纤维混凝土,轴拉强度和极限拉应变均略高于同体积掺率的钢纤维混凝土;玻璃纤维体积掺率为0.75%时,弯曲韧性值T150和峰值强度fP比素混凝土分别提高了191.73%和11.47%,断裂韧度K1c和断裂能Gf比素混凝土分别提高了28.16%和268.69%,该掺率下耐碱集束型玻璃纤维混凝土弯曲韧性指标和断裂力学指标增幅较大。(3)随玻璃纤维单丝埋入长度的增加,界面黏结强度先减小后逐渐增大;水灰比在0.300.40之间逐渐增大时,界面黏结强度随之增大;界面黏结强度随养护龄期增大而增加;水灰比为0.35时,玻璃纤维单丝的临界埋入长度为27.530 mm。(4)玻璃纤维能改善混凝土的性能,减少混凝土中原始微裂纹的产生;玻璃纤维能通过界面粘结横贯裂缝传递应力,使玻璃纤维混凝土能承受更大的荷载,表现出更好的韧性。