摘要
钢纤维混凝土复合增强材料作为一种新型的多相复合材料，以其优良的力学性能已经越来越多的应用于基础设施建设中。为探究钢纤维对混凝土抗冲击性能的影响及钢纤维在基体内部的分布情况，通过使用自制落锤冲击试验装置，对五组钢纤维体积掺量分别为 0、0.5%、0.8%、1.0%、1.2%的钢纤维混凝土圆饼状试件进行了冲击试验。 以韧性系数和延性比两个指标来评价钢纤维混凝土的韧性，研究了钢纤维对混凝土抗冲击性能的影响。结果表明：掺入钢纤维可显著提高混凝土抗冲击性能；在钢纤维掺量（体积分数）为0.8%时，其延性比超过15%，韧性系数随纤维掺量的提高而增大，在掺量为1.0%时达到最大值，接近基准混凝土的10倍；钢纤维的掺入降低了基体脆性，改善了其塑性特征，从而延缓了裂缝开展，并改善了混凝土主裂缝形状；混凝土的抗冲击韧性与钢纤维掺量及其在冲击断面上的分布均匀程度密切相关。 以纤维分散系数表征钢纤维分布的均匀程度，采用体式显微镜对冲击面裂缝进行观测，并对冲击断面纤维分布进行了统计计算，进一步分析了冲击荷载作用下钢纤维混凝土的阻裂效应及增韧机理。通过MATLAB二值化命令对断面进行图像处理，统计冲击断面上纤维根数，对纤维分散系数进行了计算和拟合；基于威布尔分布，对冲击试验结果进行了统计分析，建立了不同失效概率下冲击次数与纤维掺量间的关系。结果表明：掺入钢纤维可以显著提高混凝土抗冲击性能；纤维分散系数随掺量的增加呈上升趋势，双参数的威布尔分布可以较好地对冲击性能进行统计分析。
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