水泥基炭黑機敏復合材料的壓敏性研究.pdf

1、混凝土是土木工程中應用最廣泛的結(jié)構(gòu)材料。隨著經(jīng)濟與社會的高度發(fā)展，人類對于重大工程長期服役安全性的要求越來越高。重大土木工程結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)施的診斷與控制方法與技術(shù)已成為土木工程領(lǐng)域的重要研究課題。 在國家自然科學基金重點項目(項目編號：50238040)資助下，本文在水泥基體中摻入適量的納米炭黑，對水泥基炭黑機敏復合材料的電學性能和壓阻特性進行了研究，并得到以下結(jié)論： 1、以納米炭黑為對象，研究并確定了水泥基炭黑機敏復合材

2、料的制備工藝和配合比。 2、分析不同炭黑摻量下的規(guī)敏復合材料的極化現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)材料的極化現(xiàn)象隨著摻量的增加而減弱。并確定了水泥基炭黑機敏復合材料的滲流區(qū)域，水泥基炭黑凈漿機敏復合材料滲濾區(qū)炭黑體積含量為0.68％～1.68％，水泥基炭黑砂漿機敏復合材料滲濾區(qū)炭黑體積含量為1.1％～2.25％。滲流區(qū)域?qū)挾纫恢?。并運用隧道導電和滲流網(wǎng)絡(luò)導電理論對材料的導電特性進行了解釋。 3、研究了水泥基炭黑機敏復合材料的壓阻特性。分析不同

3、的炭黑摻量對材料壓阻特性的影響。發(fā)現(xiàn)炭黑摻量處于滲濾區(qū)和超過滲濾區(qū)的材料的壓阻特性較明顯。 4、研究了不同加載速率對機敏復合材料壓阻特性的影響和在不同幅值循環(huán)載荷作用下機敏復合材料的電阻變化規(guī)律。分析得到：(1)在應變一致的情況下，不同的加載速率對試件的靈敏度影響不大。(2)在較小的加載速率下，壓應力幅值的適用范圍應選在材料的彈性范圍以內(nèi)，這樣材料的靈敏度就不會受到很大的影響。(3)建立了基于隧道效應電導理論的數(shù)學模型，解釋材料