碳增強(qiáng)砂漿的性能與改性機(jī)理.pdf

1、近年來，有關(guān)機(jī)敏材料的研究已經(jīng)成為各個(gè)領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn)。在土木工程領(lǐng)域，機(jī)敏材料的研究將為實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)物的實(shí)時(shí)健康檢測(cè)及監(jiān)測(cè)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(dǎo)電材料，對(duì)素水泥砂漿進(jìn)行復(fù)合改性，降低其電阻值，增強(qiáng)砂漿的導(dǎo)電性，探討實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的機(jī)敏性配比。并通過大量對(duì)比試驗(yàn)，研究了這種碳增強(qiáng)砂漿的主要性能。
　　本文研究了碳纖維和納米碳黑對(duì)水泥基復(fù)合材料力學(xué)性能及吸水率的影響。結(jié)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(qiáng)度有所降低，但抗折強(qiáng)度卻明顯增強(qiáng)；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(qiáng)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(shí)，抗折強(qiáng)度較素砂漿提高了50.23%；納米碳黑摻量為2.0wt%時(shí)，抗折強(qiáng)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(duì)水泥基復(fù)合材料導(dǎo)電性能和壓敏性能的

3、影響。結(jié)果表明，CFRM和CBM的導(dǎo)電性能和壓敏性能都顯著優(yōu)于素砂漿，且極化時(shí)間及電阻改變量也均少于素砂漿。在導(dǎo)電材料摻量相同時(shí)，CBM的導(dǎo)電性能和壓敏性能要優(yōu)于CFRM。在承受15KN的壓力下，導(dǎo)電材料摻量為0.5wt%的納米碳黑砂漿的電阻變化率可達(dá)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(duì)納米碳黑水泥基復(fù)合材料各項(xiàng)性能的影響。結(jié)果表明，分散劑的摻入對(duì)納米碳黑水泥砂漿的力學(xué)性能、吸水率及壓