玄武岩纤维树脂混凝土单轴抗压本构模型

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1、玄武岩纤维树脂混凝土单轴抗压本构模型于英华，吴荣发，陈玉明，徐平（辽宁工程技术大学机械工程学院，辽宁阜新123000）摘要：为探讨玄武岩纤维树脂混凝土（BFPC）材料在机械结构中应用的理论依据，本文首先对前期研究制备的最佳组分配比的BFPC进行了单轴抗压实验，获得了BFPC的准静态应力-应变曲线。然后，应用损伤力学理论并结合实验数据建立了BFPC的单轴抗压本构模型。最后将试验获得的应力-应变曲线与模型曲线进行比较。结果表明，两曲线吻合良好，证明所建立的本构模型可以较好地描述BFPC的单轴抗压的力学行为，可为BFPC材料的结构设计分析和工程应用提供理论依据。关键词：

2、玄武岩纤维；树脂混凝土；损伤力学；实验研究；本构模型中图分类号：TU528.572文献标志码：AUNIAXIALCOMPRESSIONCONSTITUTIVEMODELOFBASALTFIBERREINFORCEDPOLYMERCONCRETEYUYINGHUA,WURUANWENSONG,XUPING(MechanicalEngineeringCollege,LiaoningTechnicalUniversity,Fuxin123000,China)Abstract:Inordertoexplorebasaltfiberresinconcrete(BFPC)ma

3、terialapplicationtheoryinmechanicalstructure.Firstly,theuniaxialcompressivetestofthepre-researchandpreparationoptimalcompositionBFPCisperformed,andthequasistaticstress-straincurvesofBFPCareobtained.Then,utilisingthetheoryofdamagemechanicsandtheexperimentaldata,theuniaxialcompressiveco

4、nstitutivemodelofBFPCisestablished.Finally,comparingtheteststress-straincurveswiththemodelcurves,theresultsdemonstratethatthetwocurvescanmatcheachotherwell.Itshowsthattheconstitutivemodelestablishedcanwelldescribethemechanicalbehaviorofuniaxialcompression,whichprovidesatheoreticalbasi

5、sonBFPCmaterialstructuralanalysisanddesignandengineeringapplications.Keywords:basaltfiber;reinforcedpolymer;damagemechanics;experiment;constitutivemodel成的一种无机非金属高科技纤维，同其它高科0引言技纤维相比，其具有性价比高、环保、吸振、抗拉强度高、耐腐蚀、耐高温等优点。已有研树脂混凝土（PC）同普通混凝土相比具有究表明，以适当掺量和工艺向水泥混凝土中掺高强度、高韧性、抗冲击、耐磨蚀、抗冻等特入玄武岩纤维，可提高其

6、刚度、强度、韧性及点；同铸铁相比，具有高阻尼、高比强、成型抗冲击性等[5,6]。因此以其为PC的增强相，将耗能低等特点，因此该材料在工程中应用潜力可望成为提升PC材料综合性能的有效途径。巨大，尤其是在建筑、水利、安全防护和机床目前关于玄武岩纤维增强树脂混凝土的相关制造等行业。但与常用的工程材料铸铁相比，研究还未见报道。PC材料的刚度、强度、韧性及抗冲击性等仍本文综合运用理论分析和实验研究的方法显不足，这在一定程度上限制了PC材料的应确定BFPC材料的单轴抗压本构模型，以期为用。为在保持PC优势性能的同时提高其弱势BFPC材料的结构设计分析和工程应用提供理性能，国内

7、外学者主要探讨了钢纤维、钼纤维、论依据。碳纤维、玻璃纤维等增强树脂混凝土的研究[1-4]。玄武岩纤维是一种新型纤维材料,它是由1实验研究单组分的玄武岩矿物为原料，通过熔融拉丝而基金项目：国家自然科学基金项目（51375219）1.1试件制备原材料：本研究涉及的树脂混凝土（PC）由黏合剂、骨料、填料、稀释剂、增韧剂和固化剂等部分组成。黏合剂采用环氧树脂E-44和E-51；稀释剂采用丙酮；固化剂采用T-31；增韧剂采用邻苯二甲酸二丁酯（DBP）；骨料采用阜新市大巴沟玄武岩，颚式破碎机粉碎，连续级配，粒径范围0~10mm，水洗干燥。填料图2钢模拆分图采用粉煤灰；玄武岩纤

8、维采用辽宁