碳纖維納米碳黑復(fù)合材料的力學(xué)和電學(xué)性能研究

1、 汕頭大學(xué)結(jié)構(gòu)工程專業(yè)碩士學(xué)位論文 - 1 - 汕頭大學(xué)結(jié)構(gòu)工程專業(yè)碩士學(xué)位論文 - 3 - 第一章 第一章 緒論 緒論 1.1 引言 引言 混凝土結(jié)構(gòu)是當(dāng)今工程結(jié)構(gòu)中應(yīng)用最多的結(jié)構(gòu)形式。在其服役其間，由于荷載作用、疲勞效應(yīng)、人為事故及環(huán)境的腐蝕作用和材料老化等原因，結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)內(nèi)部損傷和承載力減退等狀況。如果不對(duì)其及時(shí)進(jìn)行檢測(cè)與監(jiān)測(cè)，會(huì)造成重大事故，導(dǎo)致人民生命財(cái)產(chǎn)的

2、損失。 隨著科學(xué)的發(fā)展，智能材料與結(jié)構(gòu)的研究得到人們普遍的關(guān)注。所謂智能材料是指模仿生命系統(tǒng)，能感知環(huán)境變化，并能實(shí)時(shí)的改變自身的一種或多種性能參數(shù)，做出所期望的、能與變化后的環(huán)境所適應(yīng)的復(fù)合材料 ] 1 [ 。采用智能材料建造的工程系統(tǒng)與結(jié)構(gòu)，具有健康自監(jiān)測(cè)和損傷自診斷的功能。碳纖維是上個(gè)世紀(jì) 60 年代發(fā)展起來的一種高強(qiáng)度、高彈性模量、輕質(zhì)、耐高溫而且耐腐蝕的導(dǎo)電性能良好的材料。碳纖維水泥基復(fù)合材料是在普通水泥基體中加入適量的短切碳

3、纖維而制成的一種新型復(fù)合材料。研究表明，碳纖維水泥基復(fù)合材料克服了水泥基材料抗拉強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度低，干縮性大等缺點(diǎn)，具有較高的抗拉強(qiáng)度， 良好的抗?jié)B性， 對(duì)溫度應(yīng)力及收縮徐變所引起的混凝土裂縫有很好的抑制作用，且抗沖擊與抗疲勞性能得到很大的改善 ] 2 [ 。但是，由于碳纖維的分散比較困難，導(dǎo)致其水泥基復(fù)合材料的力學(xué)和電學(xué)性能不夠穩(wěn)定。關(guān)于碳纖維的分散問題，有關(guān)學(xué)者做了深入的研究 ] 3 [ ，然而并未從根本上解決問題，工程上大量應(yīng)用仍然

4、比較困難；加上碳纖維價(jià)格較貴，也限制了其廣泛的應(yīng)用。納米科技的發(fā)展，給人們的生活帶來了可喜的變化。新材料不斷的涌現(xiàn)，啟迪人們對(duì)智能材料和結(jié)構(gòu)進(jìn)行新的思考，人們將納米科技和傳統(tǒng)的混凝土工藝結(jié)合起來，利用納米材料的特性對(duì)機(jī)敏水泥基及混凝土進(jìn)行改性使其具有機(jī)敏特性。汕頭大學(xué)的研究人員進(jìn)行了多年的對(duì)比研究 ] 4 [ 。納米碳黑是一種廉價(jià)的納米材料，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性，尺寸很小，比表面積大，界面性能優(yōu)異，不需要分散劑就能較均勻的分散于水泥基體中，