碳增強砂漿的性能與改性機理.pdf

1、近年來，有關機敏材料的研究已經(jīng)成為各個領域關注的熱點。在土木工程領域，機敏材料的研究將為實現(xiàn)結構物的實時健康檢測及監(jiān)測提供前提條件。本文通過在水泥基體中摻入適量的碳纖維和納米碳黑兩種導電材料，對素水泥砂漿進行復合改性，降低其電阻值，增強砂漿的導電性，探討實現(xiàn)穩(wěn)定的機敏性配比。并通過大量對比試驗，研究了這種碳增強砂漿的主要性能。
　　本文研究了碳纖維和納米碳黑對水泥基復合材料力學性能及吸水率的影響。結果表明，摻量不同的碳纖維砂漿（C

2、FRM）與素砂漿（CM）相比，其抗壓強度有所降低，但抗折強度卻明顯增強；而摻量不同的納米碳黑砂漿（CBM）與素砂漿（CM）相比其抗壓和抗折強度都有顯著提高。CFRM和CBM的吸水率與CM相比均略有下降。在碳纖維摻量為2wt％時，抗折強度較素砂漿提高了50.23%；納米碳黑摻量為2.0wt%時，抗折強度較素砂漿提高了38.88%，吸水率較素砂漿降低了13.69%。
　　本文還研究了碳纖維和納米碳黑對水泥基復合材料導電性能和壓敏性能的

3、影響。結果表明，CFRM和CBM的導電性能和壓敏性能都顯著優(yōu)于素砂漿，且極化時間及電阻改變量也均少于素砂漿。在導電材料摻量相同時，CBM的導電性能和壓敏性能要優(yōu)于CFRM。在承受15KN的壓力下，導電材料摻量為0.5wt%的納米碳黑砂漿的電阻變化率可達到4%左右，而碳纖維砂漿的電阻變化率最大為1.7%左右。
　　本文也研究了分散劑對納米碳黑水泥基復合材料各項性能的影響。結果表明，分散劑的摻入對納米碳黑水泥砂漿的力學性能、吸水率及壓