断裂能是建立在虚拟裂缝模型(FCM)基础上的断裂参数,它和混凝土的应变软化相结合,描述了混凝土受拉时荷载-位移曲线变化的全过程.这是混凝土非线性断裂力学的基础.大量试验表明,断裂能具有显著的尺寸效应.尺寸效应问题严重限制了断裂力学在混凝土中的应用.实际混凝土结构可能处于各种环境条件之下,研究碳化以及防水处理对混凝土断裂能的影响具有实用价值.该课题中,混凝土采用42.5普通硅酸盐水泥,水灰比为0.5;砂浆采用32.5普通硅酸盐水泥,水灰比为0.4、0.5、0.6三个系列.通过稳定楔形劈裂试验测定不同尺寸、不同断裂韧带高度混凝土试件的断裂能,分析尺寸效应,寻求确定不受尺寸影响的断裂能试验方法.通过加速碳化试验、防水处理试验和三点弯曲试验研究碳化和防水处理对混凝土断裂能的影响.试验结果表明,断裂能随试件尺寸的增大而增大,随试件相对缝深的增大而减小.当尺寸足够大时,断裂能趋于一个恒定值.非恒定的局部断裂能分布是断裂能产生尺寸效应的主要原因.双直线函数较好的描述了局部断裂能在混凝土构件内部区域和外部区域的分布.应用双直线函数推导出的公式可求出不受尺寸影响的断裂能.这既表明了断裂能是一个材料常数,又提供了一种确定断裂能的方法,即通过测量小尺寸试件的断裂能求得不受尺寸影响的断裂能.碳化后,水泥基材料的断裂能增大,且随水灰比减小断裂能增值较大.断裂能随碳化深度的增加而增加,但断裂能的增值逐渐降低.碳化后水泥基材料的抗压强度和断裂能均随水灰比的减小而增大,断裂能与抗压强度的比值减小.用硅烷乳液进行防水处理的水泥基材料,断裂能增大.硅烷乳液在水泥基材料孔隙内壁所形成的化学产物具有消耗能量、延缓裂缝开展的作用.