导电水泥砂浆的电热试验研究

使用了尺寸为30 cm×30 cm×3 cm的碳纤维导电水泥砂浆(CFRCM)板来研究碳纤维含量对水泥砂浆的力学和电学性能的影响。采用轻质混凝土-电热层-花岗岩面层的结构组合方式进行室内升温实验,并绘制各层升温曲线进行升温效果和耗能比较。     

碳纤维梯度分布水泥砂浆电热性能的研究

研究了碳纤维水泥砂浆(CFRM)中,碳纤维沿试件厚度方向梯度分布对水泥砂浆电热性能的影响.结果表明:碳纤维总合量(质量分数)为0.4%,0.6%和0.8 %时,碳纤维梯度分布试件总导电率比相应碳纤维均匀分布试件分别提高了68.1%,131.5%和131.8%,而碳纤雏梯度分布试件最大层间温差则比相应碳纤维均匀分布试件分别降低了87.2%,107.2%和166.4%,这必将有利于降低CFRM中导电发热层和非导电发热层之间的热应力.     

基体性能对碳纤维水泥砂浆力学性能的影响

从水泥基体的性能出发，研究了水胶比、矿物掺合料品种与掺量及养护方法对碳纤维水泥砂浆力学性能的影响。同时还研究了碳纤维水泥砂浆的流动性对碳纤维均匀分散的作用。     

碳纤维水泥砂浆在低温环境下的压敏性能研究

目前,对于碳纤维水泥基复合材料在常温下的压敏性能,国内外做了大量的研究工作。由于我国的一些地区冬季气温较低,日平均气温在0℃以下,在这种低温环境下,探索碳纤维水泥基复合材料的低温压敏性能有重要意义。本次试验拟研究碳纤维水泥砂浆在0℃以下的压敏性能,比较其与常温下压敏性能的异同,为今后在土木工程结构健康监测的应用打下基础。     

碳纤维水泥砂浆的配制及力学性能测试

在水泥砂浆中掺入碳纤维,可以大大改善砂浆多方面的力学性能。本文立足于国内材料,通过大量的试验研究,克服了使碳纤维均匀分散的难题,得到了较为满意的配方及制作工艺。在此基础上,测试了试件的抗折、压缩和收缩性能,表明新材料比普通水泥砂浆性能有极大改善。     

碳纤维电化学表面处理对碳纤维水泥砂浆力学性能的影响

通过比较不同电解液电化学氧化表面处理后的碳纤维水泥砂浆的抗折、抗压强度，优化选出最佳电解液为10％浓度的（NH4）2CO3溶液。XPS分析表明，阳极氧化能增加碳纤维表面的化学活性和物理活性。碳纤维随阳极电位的升高，表面氧碳比（0／C）增加，同时表面处理对碳纤维表面产生了刻蚀作用，当阳极电位超过3V时，纤维的力学性能开始下降。     

分散剂对碳纤维水泥砂浆力学性能的影响

研究了不同分散剂对碳纤维水泥砂浆力学性能的影响。结果表明,采用甲基纤维素分散碳纤维,分散效果最好,能够显著提高碳纤维水泥砂浆的抗折强度,抗压强度略有下降。     

碳纤维布电热性质的试验探讨

对碳纤维片材(CFRP)在空气中的电热性能进行了试验研究。结果表明，当CFRP的温度达到一定限度后，CFRP由于被空气所氧化而熔断，但当CFRP的温度低于该限制时，CFRP具有良好的导电性能，并且其电流-温度曲线具有良好的线性。     

碳纤维水泥砂浆梁变形调节的实验分析

对碳纤维水泥砂浆梁的电热效应及其所引起的热力变形进行了实验分析，得到了梁的升温规律和变形发展规律，找出了梁的上下表面稳定温差及最大变形与输入功率的关系，从而为梁的变形调节提供了实验依据．     

聚丙烯纤维增强水泥砂浆的性能研究

采用三种不同的聚丙烯纤维(普通聚丙烯纤维,改性处理聚丙烯纤维,Y形聚丙烯纤维)增强水泥砂浆,研究了在纤维低掺量情况下,不同形式的纤维对普通水泥砂浆的抗压、抗折和抗裂性能的影响,并分析了纤维在阻裂增强方面的作用机理。实验证明,在同水灰比条件下,普通水泥砂浆中加入一定量的Y形纤维比加入普通纤维的增强效果好。     

碳纤维水泥基复合材料电阻特性的研究

研究了碳纤维水泥基复合材料的电阻特性,结果表明,碳纤维水泥基复合材料电阻率随着碳纤维体积分数的提高而下降;碳纤维掺入量存在一个饱和点,超过此饱和点,碳纤维水泥基复合材料的电阻率变化趋于稳定;碳纤维水泥基复合材料电阻率随加载频率的增大而降低.碳纤维水泥基复合材料的电学特性可以用电渗透原理解释,并由扫描电镜试验结果得到验证.     

混杂纤维水泥砂浆的力学性能研究

以聚丙烯纤维和玄武岩纤维混杂,进行了混杂纤维增强水泥砂浆的抗压、抗折及抗弯性能的试验研究。研究结果表明,混杂纤维并不能显著提高基体的抗压强度,但在总体积掺率为0.15%,BF∶PP(体积比)=1∶1时,混杂纤维提高了水泥砂浆28 d的抗折强度和抗弯强度,较单掺纤维的水泥砂浆表现出一定的优势;由于聚丙烯纤维和玄武岩纤维在基体中发挥不同的作用,使得混杂纤维在提高基体强度的同时,也改善了水泥砂浆的弯曲韧性。     

聚乙烯醇纤维及钢纤维增强水泥砂浆流变性和流动性能

为探索纤维对水泥砂浆拌和物工作性能的影响,采用流变仪、微型坍落度筒和V型漏斗研究了不同水灰比和纤维掺量(体积分数)下,聚乙烯醇(PVA)纤维及钢纤维增强水泥砂浆拌和物的流变性和流动性能.结果表明:2种纤维增强水泥砂浆拌和物的屈服应力和塑性黏度均随着水灰比的增大而减小,而流动扩展度和流动速率均随着水灰比的增大而增大;PVA纤维掺量为0.25%时,对拌和物工作性能的影响较小;钢纤维掺量小于0.75%时,能够促进纤维增强水泥砂浆拌和物流动;钢纤维掺量继续增加至1.00%时,拌和物的流动性则明显降低.纤维增强水泥砂浆拌和物的流动扩展度与屈服应力、流动速率与塑性黏度均呈负指数关系,相关系数分别为0.808和0.730.     

不同尺寸钢纤维混杂增强水泥砂浆的力学性能

研究了不同尺寸（微细、中等）钢纤维混杂增强水泥砂浆的力学性能．结果表明：在钢纤维体积分数一定的情况下,混杂钢纤维对水泥砂浆力学性能的改善作用可优于单一直径钢纤维;不同尺寸钢纤维的混杂对水泥砂桨抗折强度的提高具有明显的混杂效应;集胶比是影响混杂钢纤维水泥砂浆力学性能的重要因素,集胶比越大,最优钢纤维混杂所需中等直径钢纤维的体积分数也应越大;2种不同直径钢纤维的混杂对水泥砂浆断裂能及断裂韧性的提高有协同效应．     

纤维对丁苯乳液改性水泥砂浆干缩性能的影响

丁苯乳液改性水泥砂浆由于乳液掺量较高限制了其应用范围,为此提出了在较低丁苯乳液掺量下采用纤维增强丁苯乳液改性水泥砂浆的方法.研究了碳纤维、聚丙烯纤维及其不同纤维体积分数对丁苯乳液改性水泥砂浆早期(0~6h)干缩性能的影响,并研究了钢纤维、碳纤维、聚丙烯纤维及其混杂对丁苯乳液改性水泥砂浆长期干缩性能的影响.研究表明:掺0.3%碳纤维、0.1%聚丙烯纤维均能减小丁苯乳液改性水泥砂浆早期的干缩率;0.3%碳纤维对丁苯乳液改性水泥砂浆早期干缩的抑制作用好于0.3%聚丙烯纤维,但却增大了丁苯乳液改性水泥砂浆的长期干缩率,而0.3%钢纤维限制丁苯乳液改性水泥砂浆长期干缩的效果最优.通过压汞实验初步分析了丁苯乳液改性水泥砂浆孔结构与其干缩率之间的关系.     

分散剂对碳纤维水泥砂浆力学性能及压敏性的影响研究

研究了分散剂的种类(HPMC、MC、HEC)和掺量(0、0.2%、0.4%)对碳纤维水泥砂浆(CFRM)力学性能和压敏性的影响。结果表明:当分散剂掺量为0.2%时,掺HPMC和MC的CFRM试件抗压、抗折强度均高于基准组,其中,HPMC对力学性能的提升效果最好;各组试件的电阻变化率均随着应力的增大而减小,其中,HPMC掺量为0.2%的试件灵敏度最高。综合考虑,采用0.2%的HPMC时,CFRM的力学性能和压敏性达到最佳。     

碳纤维机敏水泥基复合材料温阻特性

研究了碳纤维水泥基复合材料的温阻特性，探讨了碳纤维特性(掺量、长径比)、水泥基体特性和热循环次数对温阻特性的影响．结果表明：在升温初期，碳纤维水泥基复合材料电阻随温度升高而降低。呈现负温度系数(negative temperature coefficient，NTC)效应；升高到一定温度后。呈现正温度系数(positive temperature coefficient，PTC)效应．该材料独特的温阻特性为其在智能结构中实现温控和火灾预警提供了材料基础．     

矿物掺和料对玄武岩纤维水泥砂浆强度发展的影响

研究了粉煤灰和硅灰对玄武岩纤维增强水泥基材料强度发展规律的影响,分析了粉煤灰和硅灰复掺对水泥砂浆中玄武岩纤维耐腐蚀性的影响.结果表明：玄武岩纤维对水泥基材料的早期抗折强度具有增强作用,后期增强效果下降,甚至会降低基体强度;粉煤灰和硅灰可显著延长玄武岩纤维对水泥砂浆抗折强度增强效果的时效.XRD图谱和显微结构分析表明,粉煤灰和硅灰复掺后降低了水泥基体中Ca(OH)2晶体的含量和玄武岩纤维的腐蚀程度,改善了玄武岩纤维和水泥基体之间的界面性质.     

聚丙烯纤维参数对水泥砂浆干缩率的影响

研究了聚丙烯纤维参数对水泥砂浆干缩率的影响．结果表明：三叶形聚丙烯纤维的掺加能够减小水泥砂浆的干缩率;随着三叶形聚丙烯纤维掺量的增大,水泥砂浆干缩率呈先减小而后增大的趋势,在掺量为0．20％（体积分数）时达到最低．聚丙烯纤维长度、细度、表面改性方法及截面形状等对水泥砂浆的干缩率也都有所影响．在所研究的几种聚丙烯纤维中,聚丙烯纤维长度越大、细度越小、比表面积越大,相应水泥砂浆的干缩率越小．