水泥混凝土材料由于其原材料来源广泛、价格低廉、易于塑造、力学性能优异等,在建筑工程中得到广泛应用,是目前最大宗人造建筑材料,也将是21世纪不可替代的主要建筑材料。但水泥混凝土材料自身存在一些缺陷,如自重大、抗拉强度低、易于收缩开裂(包括混凝土硬化前的塑性失水收缩开裂和硬化后的干燥收缩开裂)等,这些缺陷限制了其在结构工程中的更广泛使用。其中水泥混凝土易于收缩开裂的缺陷对混凝土工程质量影响重大,尤其对高强混凝土。混凝土在硬化以前出现的塑性收缩开裂轻则在工程施工阶段因直接影响工程外观质量而造成返工,重则将塑性阶段收缩裂缝带人工程使用阶段,使混凝土因这一“先天”缺陷而影响其抗渗、抗冻、抗化学介质侵蚀、抗钢筋锈蚀等性能,造成混凝土使用寿命大大缩短,维护修复费用大量上升;混凝土硬化后出现的干燥收缩开裂同样也严重影响混凝土的抗渗性、抗冻性、抗化学介质侵蚀、抗钢筋锈蚀等性能,也将造成混凝土使用寿命大大缩短。据有关资料,美国每年用于混凝土修复费用高达上千亿美元。
鉴于混凝土的塑性收缩开裂的易发性及对工程质量的危害性,许多国家的学者开展了对混凝土塑性收缩开裂的研究,通过掺加少量合成纤维等方法来克服其易塑性收缩开裂的缺陷,取得了较好效果。但对于水泥基材料产生塑性收缩开裂的本构关系和机理及纤维改善塑性收缩开裂的机理均尚未深入研究,使得改善塑性收缩开裂的方法仅停留在实验经验上,难以从根本上采取措施进行处理。
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