碳納米管對ECC力學(xué)性能及機(jī)敏性能影響的研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代社會對建筑的功能性和耐久性提出了越來越高的要求，高性能混凝土的開發(fā)和應(yīng)用為各種普通以及特殊建筑的建造和監(jiān)測提供了原材料的保證。ECC作為一種高性能混凝土，自Victor Li發(fā)明以來，受到了全世界研究者的青睞。由于摻入了2％左右的纖維，ECC具備優(yōu)異的拉伸韌性，在單軸拉伸試驗中，極限拉伸應(yīng)變能夠保持在3％以上。ECC克服了普通混凝土脆性的缺陷，可以應(yīng)用于對混凝土韌性要求較高的建筑。
　　碳納米管(CNTs)是一種受到廣泛關(guān)

2、注的納米材料，具有力學(xué)性能優(yōu)異，導(dǎo)電性能突出的特點。研究者也將CNTs應(yīng)用于混凝土材料中，不僅改善了混凝土的力學(xué)性能，還制備出了具有機(jī)敏性能的智能混凝土，使得混凝土構(gòu)件的健康自檢測成為可能。本文將CNTs摻入ECC中，制成了具備機(jī)敏性能和高韌性的CNTs-ECC復(fù)合材料，并且針對該復(fù)合材料做了進(jìn)一步的研究:
　　(1)CNTs在水中的分散工藝。本文把超聲波法和表面活性劑法配合使用，借助吸光度表征CNTs懸濁液分散程度，研究了兩種表

3、面活性劑的最佳摻量，以及兩種碳納米管的最佳超聲時間。試驗結(jié)果表明，PVP最佳摻量為碳納米管質(zhì)量的8％，TNWDIS最佳摻量為碳納米管質(zhì)量的21％。CNTa的最佳超聲時間為90min，CNTb的最佳超聲時間為30min。
　　(2)CNTs-ECC基體力學(xué)性能。本文研究了不同摻量的兩種表面活性劑對ECC基體密度的影響，以及不同摻量的兩種表面活性劑和兩種碳納米管對ECC基體強(qiáng)度的影響。試驗結(jié)果表明，PVP不會在ECC基體攪拌過程中引入

4、氣泡，即PVP對ECC基體的密度沒有影響，而且PVP對ECC基體的強(qiáng)度無影響。但是TNWDIS會在ECC基體攪拌過程中引入氣泡，即使加入消泡劑除去氣泡，TNWDIS仍會減小ECC基體的強(qiáng)度。所以選擇PVP作為碳納米管的分散劑更為合理。CNTa和CNTb都能提高ECC基體的強(qiáng)度。
　　(3)CNTs-ECC復(fù)合材料力學(xué)性能。本文研究了不同摻量的兩種碳納米管對ECC的四點彎曲性能和單軸拉伸性能的影響。試驗結(jié)果表明，兩種碳納米管均能提高