柳州3D打印

20世纪 60 年代到 70 年代出现的基于混合率法则的复合材料理论，还有建立在断裂力学基础上的纤维间距理论，这两个理论可是最有影响力的纤维阻裂理论哦。用复合材料理论去解释纤维增强混凝土的力学性能的时候，得先有三个默认的假设：基体在各个方向的特性都是一样的；在每个受力的方向上，纤维都是均匀分布而且是相互平行的；在受力的时候，纤维和基体是一起起作用的，一起变形。有了这三个假设之后，纤维增强混凝土就被看成是多种材料复合在一起形成的一种多相体，这种多相体的综合性能就是各个相性能加起来的结果。但是混凝土本来就是一种不均匀的多相材料，所以在受到外面的应力作用的时候，材料内部就会产生好多乱七八糟分布的应力集中点，这样就会有很多地方出现比较大程度的塑性变形。这些地方要是没有纤维来强化，那在塑性变形超过极限的时候，就会出现小裂缝。随着应力继续变大，裂缝就会慢慢变大。不过在纤维增强混凝土里，纤维会帮忙分担这些应力集中的部分，这样就能提高材料整体承受应力的能力。

复合材料理论就是根据混合原理来推导材料的应力应变还有弹性模量这些参数，然后进行合理的解释。和复合材料理论不一样，纤维间距理论是美国科学家 Romualdi 和 Mandel 提出来的。简单来说就是，当混凝土内部产生小裂缝并且沿着各个方向扩展延伸的时候，如果裂缝发展的长度比混凝土里纤维的间距小，那这个纤维就能限制裂缝继续扩展，让裂缝在混凝土内部形成对基体没太大影响的小空洞，这样就能提高增强的效果。这个理论是用纤维间距和纤维直径来表示纤维增强混凝土力学性能的变化，当材料内部裂缝发展的长度达到纤维间距的时候，就会碰到下一根阻止裂缝发展的纤维。只有当纤维掺量和直径跟理论提出的公式计算结果差不多的时候，材料在三点抗折试验里表现出来的抗裂性才比较好。拿 PVAF - 0.3% - 6、PPF - 0.3% - 6 和 SF - 0.3% - 6 这几组试件的破坏情况来分析材料的破坏形态。这三种纤维的体积掺量都是 0.3%，纤维长度是 6 毫米。随着不断加载，试件中间就会产生小裂缝并且慢慢扩展，这个破坏的过程其实就是裂缝扩展然后相互连通的过程。加了柔性纤维之后，3D 打印混凝土试件在破坏的时候会受到纤维的限制，裂缝的发展还有最终试件的破坏形态都会受到影响。这三种纤维在成型的试件里分散得挺好的，没有明显结成一团的情况，而且不同的纤维对 3D 打印混凝土阻止裂缝效果的提升程度是不一样的。