基于M-T均匀化理论的玄武岩纤维混凝土弹性模量和抗压强度分析

高毅轩 王辉明* 刘 晋

（新疆大学 建筑工程学院，新疆 乌鲁木齐830046）

自波特兰水泥发明以来，在短短两百年间水泥工业和混凝土材料迅猛发展。混凝土易得、能耗低、抗压和稳定性好，但也有抗拉强度低、韧性差等固有的弱点[1]。为改善这些不足，目前采用的方法之一是在混凝土中掺入纤维以提高其性能。玄武岩纤维是一种新型环保型高性能纤维材料，具有高强度和弹性模量、绝缘、耐高温、化学性能稳定等多种优异性能[2-3]。玄武岩纤维的合理掺入，使混凝土性能发生明显改善[4]。为推广玄武岩纤维混凝土在实际工程中的应用，需对其基本力学性能进行详细研究。

目前，纤维混凝土弹性模量和抗压强度大部分是通过试验获得，然而对于复合材料而言，其宏观模量和强度受到其内部组分材料性质和分布的影响。宏观尺度的试验研究无法揭示材料变形破坏的内在机理。细观力学是从细观角度分析组分材料之间的相互作用来研究复合材料的物理力学性能。近年来学者在细观层面对玄武岩纤维混凝土进行了研究，琚宏昌[5]将广义自洽模型运用到混凝土界面过渡区的剪切模量计算中。李朝红[6]等运用广义自洽法通过研究计算求解了混凝土的相关力学问题。广义自洽模型较为复杂，更适合于二相复合材料，对于纤维混凝土这种多相复合材料来说计算误差相对较大。邓方茜[7]等用M-T 均匀化理论对混杂纤维混凝土的弹性模量进行研究，试验结果较为理想。……