1研究背景及意义
混凝土的硬度高、坚固耐用、原材料来源广泛、制作方法简单、成本低廉、可塑性强、可适用于各种自然环境，是世界上使用量最大的人工建筑材料。钢筋混凝土是指通过在混凝土中加入钢筋、钢筋网等而构成的一种组合材料，可以改善混凝土抗拉强度不足的力学性质，是混凝土加固的一种最常见形式，广泛应用于房屋、桥梁、公路、跑道、码头、防波堤、军事工事、核能发电厂等民用和军用领域。
但随着高速武器技术不断的进步，这些新型武器对混凝土防御工程的威胁越来越大。为了应对这一进步，一方面各国开始增加防御工程的深度，对出入口进行伪装。另外一方面对新型工程材料的探索也在不断的进行。功能梯度混凝土材料具有超高强度、超高韧性和优越的抗冲击性抗侵彻爆炸等性能，成为新的重点研究方向。
2 功能梯度混凝土研究现状
王信刚等[1]在地下混凝土结构设计中引入功能梯度设计的思路，将地下工程混凝土的功能设计与结构设计结合起来，自水土压力方向可依次设置高致密防水层、钢筋混凝土保护层、高强结构层等几个功能层。显著提高了混凝土抗渗和抗侵蚀能力。
赵军等[2]应用大型有限元分析软件，建立了素混凝土、钢纤维均匀分布混凝土、钢纤维按应力状态梯度分布和钢纤维线性梯度分布四种不同的模型，对四种混凝土梁的抗折强度进行了数值模拟表明，钢纤维梯度分布混凝土的抗拉强度和极限应变显著提高，构件的抗折强度也大大提高，刚度较大，挠度较小，极限荷载时的变形性能较好，主要由于钢纤维线性梯度分布时，靠近拉应力较大的 部位钢纤维分布较多，而钢纤维能够起到很好的提高抗拉强度和变形性能的作用，钢纤维梯度分布时对抗弯强度的增强效果是最好的。
苗福生[3]通过制样测试发现在多因素共同作用下，聚合物水泥基混凝土抗压强度存在最大值，各因素对抗压强度的影响程度不同，主次顺序分别为水胶比、聚丙烯酸酯乳液、硅粉的添加量、粉煤灰的添加量。
崔启飞[4]的实验表明随着混凝土强度等级的提高，功能梯度混凝土的劈裂抗拉强度有所增加。而当普通混凝土所占功能梯度混凝土比重增大时，混凝土强度等级的提高对其劈裂抗拉强度的影响尤为明显。功能梯度混凝土的层间界面是极为重要的关注区域，界面是否进行恰当的处理是复合材料整体性能的决定性因素之一。
但目前对于梯度混凝土的研究都局限在理论和试验研究阶段，由于一般实际工程中应用的混凝土量非常大，特别是由于混凝土是由多相复杂材料组成，如何采用先进的制备技术和界面处理技术是衡量梯度混凝土性能的关键之处。受到上述限制，导致梯度混凝土在实际应用中较少，在大跨度结构中是否可以完全取代钢筋混凝土或预应力混凝土，高温环境中能否得到广泛应用等问题，都将成为今后混凝土材料研究中的一个热点课题。
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