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纳米碳黑/碳纤维水泥基复合材料长期力电性能的研究

作　者: 李志飞
导　师: 赵晓华
学　校: 汕头大学
专　业: 结构工程
关键词: 纳米碳黑 碳纤维 复合材料 含水量 力学性能 压阻性能
分类号: TU599
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 68次
引　用: 1次
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内容摘要


本文在素水泥砂浆中按不同比例掺入纳米碳黑或碳纤维,对纳米碳黑水泥基复合材料、碳纤维水泥基复合材料和纳米碳黑/碳纤维水泥基复合材料的长期力学性能和压阻性能进行了大量试验研究,并与素水泥砂浆进行比较。具体内容包括:一、纳米碳黑和碳纤维对水泥基复合材料力学性能的影响;二、研究了纳米碳黑和碳纤维在不同龄期对水泥基复合材料的压阻性能的影响;三、研究了各水泥基复合材料压阻性能的灵敏度和可逆性;四、分析了纳米碳黑和碳纤维对各水泥基复合材料的力电性能的机理,分别对纳米碳黑和碳纤维的力学增强机理和导电机理进行了探讨。试验表明,掺入适量纳米碳黑的水泥基复合材料在不同龄期的抗压和抗折强度均比素水泥砂浆有所提高;而掺入适量碳纤维的水泥基复合材料在不同龄期的抗压强度均低于素水泥砂浆,抗折强度高于素水泥砂浆;同时掺入纳米碳黑和碳纤维的水泥基复合材料则介于两者之间,但并非线性关系。研究同时表明,纳米碳黑和碳纤维对水泥基复合材料的压阻性能具有良好的改善作用:与素水泥砂浆相比,加入导电材料有利于减小电阻,提高水泥基复合材料的压阻性能的稳定性。水泥基复合材料的压敏特性与含水量密切相关:含水量很高和很低时均表现为正压敏性,中间阶段表现为负压敏性,而正、负压敏性转变过程中均出现正负混合压敏性的短暂过渡阶段;掺量为0.75wt%的纳米碳黑水泥基复合材料的正、负压敏性的过渡阶段最短暂,而素水泥砂浆的过渡阶段最长。而且,各水泥基复合材料压敏性的灵敏度和可逆性与所受应力大小和含水量密切相关。最后,对水泥基复合材料的力电性能的机理和模型进行了探讨和分析。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章 绪论  7-18
  1.1 引言  7-9
  1.2 碳纤维水泥基复合材料的研究现状  9-12
    1.2.1 碳纤维应用于土木工程的概况  9-10
    1.2.2 CFRC力学性能的研究及应用现状  10
    1.2.3 CFRC压敏性的研究及应用现状  10-11
    1.2.4 当前碳纤维水泥基复合材料研究的不足之处  11-12
  1.3 纳米复合材料简介与纳米碳黑复合材料的研究  12-17
    1.3.1 纳米材料和纳米技术的优势和挑战  12-13
    1.3.2 纳米复合材料简介  13
    1.3.3 纳米材料在新型建材中的研究与应用情况  13-15
    1.3.4 纳米碳黑水泥基复合材料的研究成果及不足  15-17
  1.4 本文的研究思路  17
  1.5 本文的研究内容  17-18
第二章 水泥基复合材料长期力学性能的研究  18-34
  2.1 引言  18
  2.2 试验过程  18-21
    2.2.1 试验材料  18-19
    2.2.2 试件制备工艺  19-20
    2.2.3 试验方法与测试过程  20-21
  2.3 试验结果与分析  21-33
  2.4 本章小结  33-34
第三章 水泥基复合材料长期压阻性能的研究  34-83
  3.1 引言  34
  3.2 试验过程  34-38
    3.2.1 试验材料  34-35
    3.2.2 试件制备  35
    3.2.3 试验目的与加载方案  35
    3.2.4 压敏性的测试过程  35-36
    3.2.5 试验测试方法和过程  36-38
  3.3 试验结果和分析  38-82
    3.3.1 每月试验前试件含水量的变化  38-43
    3.3.2 不同龄期时水泥基复合材料的压敏特性  43-79
    3.3.3 水泥基复合材料压敏性变化的分析  79-82
  3.4 本章小结  82-83
第四章 水泥基复合材料压敏性的灵敏度与可逆性研究  83-100
  4.1 引言  83
  4.2 试验过程  83-85
    4.2.1 试验材料  83-84
    4.2.2 试件制备  84
    4.2.3 试验目的和加载方案  84-85
    4.2.4 压敏性的测试过程和方法  85
  4.3 试验结果与分析  85-99
    4.3.1 两次试验试件含水量的变化  85-86
    4.3.2 两次试验压敏性的灵敏度变化  86-93
    4.3.3 两次试验压敏性的可逆性变化  93-99
  4.4 本章小结  99-100
第五章 水泥基复合材料力电性能的机理分析和探讨  100-107
  5.1 引言  100
  5.2 水泥基复合材料的微观分析  100-102
  5.3 电子运动对复合材料电性能的影响  102-106
  5.4 本章小结  106-107
第六章 结论与展望  107-109
  6.1 试验研究结论  107-108
  6.2 展望与建议  108-109
参考文献  109-113
致谢  113

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑材料 > 其他特种材料 > 复合材料
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