混凝土材料具有脆性大和易开裂等弱点,混凝土结构构件在正常使用阶段均是带裂缝工作的,混凝土开裂后,渗透性增大,水和离子等有害物质通过裂缝进入基体内,造成碳化、碱集料反应、钢筋锈蚀膨胀等耐久性问题,加速结构的劣化速度,影响结构的安全性和适用性,提高维护成本。在混凝土中掺入纤维可降低其脆性、提高开裂后的韧性,限制裂缝的扩展,改善裂缝形态,对渗透性等耐久性具有一定的影响。因此,评价不同类型和掺量的纤维对开裂后混凝土的渗透性和裂缝形态的影响具有重要的意义。本文结合国家自然科学基金(No.51578109)的内容,开展了不同类型和掺量的纤维及混杂纤维对卸载后开裂混凝土渗透性及裂缝恢复、持载下开裂混凝土渗透性、混凝土开口梁弯曲性能和混凝土裂缝形态影响的试验研究。主要内容如下:(1)通过劈裂试验对混凝土试件预制不同宽度的裂缝,研究了钢纤维、聚丙烯长纤维和聚丙烯短纤维对混凝土裂缝恢复率和劈裂韧性的影响,通过渗透试验,研究了纤维对卸载后不同裂缝宽度混凝土渗透性的影响。结果表明:钢纤维和聚丙烯长纤维可提高开裂混凝土在卸载后裂缝的恢复作用、劈裂韧性和抗渗性,提高幅度随着纤维掺量的增大而增大,聚丙烯短纤维的影响较小,结构型纤维混杂表现出较好的正混杂效应。(2)通过坍落度、含气量和抗压强度试验,分别研究了钢纤维和聚丙烯长纤维对混凝土工作度、含气量和抗压强度的影响,通过持载下的渗透试验,实现了开裂混凝土渗水流量和裂缝扩展的同步测量,研究了钢纤维和聚丙烯长纤维对荷载下开裂混凝土渗透性的影响。结果表明:纤维的掺入可降低拌合物的工作度、增大含气量,而纤维对混凝土抗压强度影响较小,纤维可减小荷载下开裂混凝土的渗透性,减小幅度随着纤维掺量的增大而增大,混杂纤维表现出较好的正混杂效应。(3)通过对混凝土开口梁的三点弯曲试验,研究了钢纤维和聚丙烯长纤维对混凝土开口梁比例极限荷载、比例极限强度、比例极限弯矩、能量吸收能力、平均承载力、跨中平均弯矩和等效弯拉强度等弯曲性能指标的影响。结果表明:纤维可提高混凝土试件的抗弯性能,提高作用随着纤维掺量的增大而增大,混杂纤维表现出较好的正混杂效应。(4)通过混凝土断面激光扫描试验,实现了断面形态的三维重构可视化,基于统计论、曲折度和粗糙度理论及分形几何理论,研究了钢纤维和聚丙烯长纤维对混凝土裂缝形态的影响。结果表明:纤维可增大混凝土断面Z坐标的离散程度,但其与纤维掺量的关系不明确,纤维可增大混凝土断面的曲折度、粗糙度和分形维数,增幅随着纤维掺量的提高而增大,混杂纤维表现出较好的正混杂效应。