碳納米管水泥基復(fù)合材料的力學(xué)與抗?jié)B透性研究.pdf

1、碳納米管(MWCNTs)被認為是目前性能最優(yōu)異的納米材料之一,具有良好的力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)等物理性能以及化學(xué)穩(wěn)定性。碳納米管具有高長徑比,添加到水泥中具備纖維增韌和納米填充特性。碳納米管水泥基復(fù)合材料應(yīng)具有高強度、高體積穩(wěn)定性及高抗?jié)B透性。目前碳納米管水泥基復(fù)合材料的研究處于剛剛起步階段,研究領(lǐng)域集中在力學(xué)性能和電學(xué)性能,有必要對復(fù)合材料進行系統(tǒng)和全面的探究。本文圍繞碳納米管水泥基復(fù)合材料的制備、力學(xué)及抗?jié)B透性方面的內(nèi)容進行較為系統(tǒng)的研究

2、,通過一系列微觀實驗對碳納米管的改善作用機理進行較為全面和深入的探索。主要包括以下研究工作:
　　如何將碳納米管均勻分散在水泥基材料中是發(fā)揮碳納米管優(yōu)良性能的關(guān)鍵問題。系統(tǒng)的研究了不同分散工藝對碳納米管分散性的影響,結(jié)合分散液穩(wěn)定靜置時間、SEM形貌分析、激光粒度儀分析粒度等方法對碳納米管在水中的分散性進行驗證。研究結(jié)果表明:PVP作表面活性劑結(jié)合超聲分散工藝對碳納米管分散效果最佳,高度分散的碳納米管水泥基復(fù)合材料的宏觀力學(xué)性能與

3、普通水泥基材料相比,具有顯著的改善作用。
　　通過三點彎曲、軸心受壓和收縮實驗對比研究了碳納米管水泥基復(fù)合材料與普通水泥材料的力學(xué)性能和收縮性能,結(jié)合一系列微觀實驗分析碳納米管的作用機理。研究結(jié)果表明:摻量為0.02％的碳納米管水泥基復(fù)合材料在不同齡期的力學(xué)性能(抗彎強度、抗壓強度)較普通水泥基材料有明顯提高;碳納米管的摻入有效減少了水泥基材料的收縮,尤其對早期收縮的改善作用較為顯著。碳納米管對力學(xué)和收縮的改善作用增強了水泥基材料