納米-纖維填料復(fù)合水泥基材料的流變性能.pdf

1、納米/纖維填料可改善水泥基材料的力學(xué)性能和耐久性，甚至能賦予其一些功能和智能特性，為水泥基復(fù)合材料的可持續(xù)發(fā)展提供了有效途徑。但納米/纖維填料尺寸小、比表面積高，尤其纖維類材料通常具有高長徑比，而具有吸水性大、均勻分散難等問題，摻入水泥基材料后會直接影響其流變性能。流變性不僅決定水泥基復(fù)合材料拌合物的均質(zhì)性和工作性，還會影響成型硬化后的各方面性能。鑒于此，本文采用流變學(xué)的方法研究納米/纖維種類和摻量、水泥基材料的組成以及制備工藝對水泥基

2、材料流變行為的影響規(guī)律和內(nèi)在機理，并在此基礎(chǔ)上探討了納米/纖維填料水泥基復(fù)合材料拌合物的流變性與硬化后力學(xué)和/或電學(xué)性能的關(guān)聯(lián)。具體研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　1.對比了不同摻量的兩種納米粒子填料:納米氧化硅(NS)和納米氧化鈦(NT)復(fù)合水泥基材料拌合物的流變行為;研究了不同水灰比、減水劑摻量、超聲時間和攪拌速率對NS水泥基復(fù)合材料拌合物流變性的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明，NS和NT的摻入使水泥漿的屈服應(yīng)力和塑性黏度增加;水灰比和減水

3、劑會顯著改變NS水泥漿流變參數(shù);NS超聲分散時間和攪拌速率對NS水泥漿流變性也有所影響;兩種納米粒子復(fù)合水泥漿流變行為符合Flatt和Liu模型并可準(zhǔn)確計算相關(guān)的流變參數(shù)。
　　2.研究了兩種納米碳纖維填料:碳納米管(CNT)和碳納米纖維(CNF)復(fù)合水泥漿的流變行為，并與兩種納米粒子復(fù)合水泥漿的流變行為進(jìn)行了對比;探討了水灰比、減水劑摻量對CNT水泥漿流變性的影響，并與NS水泥漿流變性進(jìn)行了對比;分析了CNT和CNF水泥漿硬化后

4、的力學(xué)性能和電學(xué)性能與其流變性的關(guān)系。研究結(jié)果表明，摻量高于0.1 wt.％時，納米纖維填料比納米粒子填料對水泥漿流變性的影響更顯著;CNT比CNF對水泥漿流變性的影響更顯著;CNT水泥漿的流變性對水灰比的敏感度高于NS水泥漿的流變性;減水劑摻量為1.0 wt.％時CNT水泥漿達(dá)到吸附飽和，此后繼續(xù)摻加減水劑水泥漿的屈服應(yīng)力變化不大而塑性黏度持續(xù)降低。高于0.1 wt.％摻量的納米碳纖維水泥石抗壓強度和電阻率的降低原因可通過流變性能進(jìn)行