碳納米管水泥基復(fù)合材料機(jī)敏性能研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代混凝土結(jié)構(gòu)的大型化、智能化，不僅要求混凝土結(jié)構(gòu)具有良好的剛度、韌性和耐久性，同時(shí)要求結(jié)構(gòu)本身具有一定的智能性。通過在水泥基體中添加導(dǎo)電微米級(jí)的材料（碳纖維CF、炭黑），得到的水泥基復(fù)合材料除了在強(qiáng)度、韌性和防止結(jié)構(gòu)開裂等方面得到明顯改善，還具有相當(dāng)?shù)闹悄茏愿兄芰?。利用?fù)合材料的智能性，將其作為傳感器嵌固到工程結(jié)構(gòu)中，能夠做到對(duì)工程結(jié)構(gòu)所承受的應(yīng)力和可能出現(xiàn)的損傷進(jìn)行“長(zhǎng)期、實(shí)時(shí)”的監(jiān)測(cè)，保證工程結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。
　

2、　碳納米管(CNT)不但具有優(yōu)異的力學(xué)性能、化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，還具有優(yōu)異的電學(xué)性能和機(jī)敏性能。本文將多壁碳納米管(MWNT)添加到水泥基體中制備碳納米管水泥基復(fù)合材料(MWNT/CC)，分析研究MWNT摻量、單調(diào)荷載、循環(huán)荷載等單一或組合因素對(duì)MWNT/CC電阻率和機(jī)敏性的影響。利用復(fù)合材料的本征機(jī)敏等功能性能，可將其發(fā)展成為一種新型傳感器件，嵌固到結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位對(duì)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)和可能出現(xiàn)的損傷破壞進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。獲得如下研究成果:

3、r>　　(1)少量MWNT的摻入就能顯著降低MWNT/CC電阻率ρ，在摻量不超過0.1％時(shí)，隨著碳納米管摻量的增加電阻率ρ持續(xù)降低。摻量為0.1％時(shí)CNT復(fù)合材料導(dǎo)電性能最優(yōu)。
　　(2) MWNT/CC在單調(diào)荷載作用下，摻入MWNT的復(fù)合材料表現(xiàn)出良好的壓阻性能，試件電阻率ρ隨著壓應(yīng)力的增大不斷減小，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在MWNT摻量為0.2％時(shí)壓阻曲線的穩(wěn)定性較好。
　　(3) MWNT/CC在循環(huán)荷載作用下，CNT復(fù)合材料表