玄武岩纤维和PVA纤维增强混杂纤维工程水泥基复合材料的力学性能研究——玄武岩纤维掺量的影响

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工程水泥基复合材料（ECC）的大规模应用受到PVA纤维高成本和高碳排放的制约。采用玄武岩纤维和PVA纤维混杂增强ECC（PVA/玄武岩混杂纤维ECC）是解决这一问题的有效途径。本研究系统探讨了玄武岩纤维掺量对PVA/玄武岩混杂纤维ECC性能的影响。压缩试验表明，随着玄武岩纤维掺量增加至1.2%，压缩强度和对应应变分别增加至46.37 MPa和0.47%。拉伸试验结果显示，首裂强度和极限拉伸强度分别增加至6.62 MPa和7.85 MPa（玄武岩纤维掺量为1.2%）。虽然拉伸应变容量连续下降至0.62%，但由于PVA纤维和玄武岩纤维的协同作用，所有试样均表现出多重开裂行为。汞孔隙率测试表明，影响强度的大毛细孔体积分数在玄武岩纤维掺量为1.2%时下降31.65%。基于试验结果，通过曲线拟合建立了力学性能预测方程，与试验结果吻合良好。采用改进的裂纹桥接模型进行微观力学分析，进一步阐释了拉伸应变容量的变化机制。本研究验证了通过玄武岩纤维掺量调控开发PVA/玄武岩混杂纤维ECC的可行性，有利于推进ECC的工程应用。

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