3D打印碳纤维混凝土断裂力学性能试验研究

为研究打印碳纤维混凝土的断裂力学性能，开展劈裂和三点弯试验，分析了打印方式和纤维含量对其力学性能、断裂破坏机理和微观开裂特性的影响规律，从断面材料完整性角度阐释了其各向异性的成因，建立了打印碳纤维混凝土与浇筑混凝土力学性能指标之间的关系表达式。研究结果表明：打印碳纤维混凝土断裂过程与浇筑混凝土的相似，可分为弹性阶段、裂缝稳定扩展阶段和裂缝不稳定扩展阶段；打印方式会引起混凝土不同方向上断面材料完整性削弱程度的不同，相应地引起力学性能不同程度的降低，这是导致打印混凝土各向异性的本质原因；断面材料完整性削弱程度越大，剪切微裂缝数量比例越高，且随着纤维含量增加，纤维桥接作用的增强效果有所降低；由于纤维分布的随机性，力学性能指标衰减系数与剪切裂缝数量占比衰减系数之间的关系呈非线性。