怎么让混凝土像金属相同，兼具高强度、可曲折且裂缝不行见等高功能？针对这一问题，清华大学土木工程系教授冯鹏团队从多标准纤维增强的资料规划理念动身，经过资料组分的精细化调控，研制出柔性可曲折高功能混凝土，并构成“多标准纤维增强规划理念精细化功能调控体系实验验证工程核算模型”的资料开发途径。近来，相关研讨成果发表于我国工程院院刊《Engineering》。

  据悉，水泥基资料的“强”和“韧”存在着天然的对立：传统混凝土强度越高越易开裂，而耐性好的资料往往强度较低，强度和耐性之间的平衡限制着高功能混凝土的进一步使用。

  对此，团队没有简略地添加某一种纤维的用量，而是让不同标准的增强资料各司其职：高强水泥基体供给高抗住压力的强度，短钢纤维按捺微裂缝展开并供给桥接力，碳纤维复合资料织物网经过粘结滑移机理传递拉力。

  值得一提的是，其间选用的复合资料织物网具有近似线弹性的本构特征，可以与短纤维构成优秀的协同受力机制；一起复合资料无电化学腐蚀的特色还可明显减小保护层厚度，为完结超薄和高功能供给条件。

  经过调理增强纤维的品种、物理参数和合作比，使各类纤维在受力过程中相互合作，进而使FHPRC一起完结高强度、强耐性、低裂缝、高屈从后刚度和耐久性。

  此外，团队经过展开四点曲折实验证明了FHPRC规划的有效性，等效受弯强度最高达到了64.27 MPa，挠跨比可达1:10。实验也验证了多标准纤维规划的中心逻辑：单一标准纤维自身功能凹凸并非决议资料归纳功能的中心，不同标准纤维能否协同发挥增强效果才是完结功能跃升的要害。

  要想让新资料走向工程使用，既要有优异的实验体现，也要能被工程师精确核算。对此，团队建立了适用于通用有限元软件的分层壳模型及其本构联系，为FHPRC构件的使用供给了牢靠东西。

  FHPRC兼具高耐久、高强度、高耐性的优势，面向海洋、极地和高原等极点环境具有适当的使用潜力：更轻浮的结构有望削减资料耗费与运送担负，优异的裂缝操控和耐久功能有助于下降全寿数保护本钱。

  更重要的是，该研讨展示了一种可推行的资料立异方式：从规划机理动身定制资料功能，再经过实验完结验证并开发工程规划模型，为先进资料从实验室走向严重工程供给途径。（来历：我国科学报 赵宇彤）