基本力学性能研究

FRC纤维增强混凝土是经系统设计、采用基于细观力学的材料设计方法进行设计，极大地改善了韧性、延性和耐久性[13，14]。国外多采用粒径不大于100μm的精细集料配制FRC。国内外的研究表明，FRC具有以下优势：

（1）良好的力学性能

与普通混凝土相比较，FRC纤维增强混凝土的优点主要集中在拉伸应变硬化、弯曲、抗剪等力学性能方面。试验表明，FRC结构具有良好的抗损伤能力，受水平拉伸应力作用后的裂缝宽度较小，能减少破坏后的修复费用。结构中使用FRC表现出剪应力作用下的高延性和韧性、良好的耗能能力及结构整体性；由于FRC有优良的剪切延性和韧性，钢筋混凝土结构中箍筋的数量可以适当的减少甚至取消。另外，在冲击荷载作用下，FRC也具有很好的抗剪性能。

（2）耐久性能

普通混凝土通常带裂缝工作，且裂缝宽度大，水和有害物质会通过裂缝渗透而使钢筋锈蚀，耐久性较差，这是目前建筑物破坏的主要原因之一。具有良好耐久性的建筑材料可以减少地震后建筑物的维修费用，延长其使用年限。试验表明，采用PVA纤维的纤维增强混凝土（PVA-FRC）的自由收缩值比普通混凝土高，但裂缝宽度大概只有普通混凝土的五分之一，其裂缝宽度可控制在50μm左右，对于这种破坏过程有一定的抑制作用。当用FRC取代部分普通混凝土时，混凝土的干缩和疲劳扩展裂缝、水和氯离子等有害物质渗透到钢筋表面导致钢筋锈蚀及保护层剥落、抗冻融循环能力等问题，均能够得到减缓甚至避免。FRC因其良好的受拉延性和韧性以及微裂缝控制性能，使其具有良好的耐久性。

（3）与钢筋的变形协调性

由R/C试件及R/FRC试件直接拉伸对比试验发现：初始加载阶段，钢筋和基体都发生弹性变形，两者变形一致；开裂后，R/C试件裂缝逐渐变宽，对应位置钢筋经历着很大的应变增长，最大裂缝宽度为6mm，而R/FRC试件中裂缝不会随荷载的增加而不断变宽，最大裂缝宽度在200μm以下，且FRC基体没有剥落现象，构件整体性好，因此FRC与钢筋具有良好的变形协调性。

综上所述，FRC具有高耐久性、高延性、高抗裂性能、高耐损伤能力和高能量吸收能力。