复掺碳纳米管/碳纤维水泥基材料电化学阻抗谱研究

研究了龄期和碳纳米管掺量对复掺碳纳米管/碳纤维水泥基材料电化学阻抗谱的影响,结合碳纳米管/碳纤维复掺水泥基材料等效电路图,分析了碳纳米管/碳纤维复掺水泥基材料导电性能的影响因素。结果表明,随着碳纳米管掺量的增加,碳纳米管改性水泥基材料阻抗值降低;随着龄期的增长,碳纳米管改性水泥基材料阻抗值逐渐增加;随着碳纳米管掺量增加,碳纤维/碳纳米管复掺水泥基材料孔溶液的电阻Rs几乎不变,0.2%碳纤维/0.5%碳纳米管水泥基材料的电荷传递电阻R_(ct)值相比于0.2%碳纤维水泥基材料的Rct值减小了91.1%,基体电阻R_c值减小了95%,说明碳纳米管能大大改善水泥基材料导电性能。     

多壁碳纳米管的分散效果对水泥净浆电学和力学性能的影响研究

研究分散处理后的多壁碳纳米管对水泥净浆材料的电学性能和力学性能影响。试验结果表明:多壁碳纳米管水泥净浆材料的电阻率随着测试频率的升高而降低,随养护时间的增长而增大。当多壁碳纳米管分散均匀时,电阻率随掺量的增加而减小,两者呈良好的相关性;当分散不均匀时,电阻率随多壁碳纳米管掺量变化不确定,呈现离散性。在低掺量条件下,当多壁碳纳米管在水泥净浆分散均匀时,多壁碳纳米管能提高水泥净浆的抗压强度和抗折强度,且提高幅度随多壁碳纳米管掺量增加而增大;而当多壁碳纳米管分散不均匀时,掺入多壁碳纳米管会削弱水泥净浆的抗折强度和抗压强度,其力学性能与多壁碳纳米管掺入量之间关系呈不确定性。     

碳纳米管在水泥基中的分散性研究现状及展望

近年来,随着纳米材料和纳米技术的发展,关于多壁碳纳米管(MWCNTs)增强水泥基材料各项性能的研究越来越多。然而只有在水泥基中均匀稳定分散的MWCNTs才能更有效地发挥填充、桥接、成核机制,提高水泥基的各项力学性性能。就MWCNTs在水泥基中的分散性问题进行了探讨,重点论述了MWCNTs的分散方法、分散机理及其对水泥基材料性能的影响,指出当前研究中亟待解决的主要问题,并对未来将要进行的工作提出了建议,以期有利于MWCNTs水泥基在实际工程中的推广应用。     

碳纳米管水泥基复合材料机敏性能研究

为了研究碳纳米管水泥基复合材料在循环荷载下的机敏性能,将多壁碳纳米管作为增强相,采用非共价表面活性剂吸附分散技术,使多壁碳纳米管尽可能均匀地分散在水泥净浆中制备碳纳米管水泥基复合材料,分析了碳纳米管掺量、试件尺寸、循环荷载等因素对其机敏性能的影响。试验结果表明:在循环荷载作用下,纳米管水泥基复合材料的电阻率ρ随着加卸载出现可逆性循环变化,表现出了良好的机敏性能,多壁碳纳米管的较佳掺量为0.2%,且尺寸较小的试件表现出的机敏性更优。因此,碳纳米管复合材料可发展成为一种新型的传感器用于结构的健康监测。     

水泥基渗透结晶材料渗透深度研究

水泥基渗透结晶材料具有使混凝土致密、防水的特点,能够改善水泥基材料的耐久性并延长其使用寿命。通过X射线荧光光谱分析和扫描电镜能谱分析,测试水泥基渗透结晶材料在不同深度的元素分布及含量变化,由此判断该材料在水泥基材料中的渗透深度。结果表明,不同渗透结晶材料在水泥基体中形成的结晶物质形态、分布不尽相同,且对基体的力学性能有一定的提高。     

多壁碳纳米管水泥基复合材料的制备与力学性能研究

以多壁碳纳米管(MWCNT)为增强组分,采用分散剂和超声分散方法制备了碳纳米管水泥基复合材料。研究了水灰比、碳纳米管掺加量对水泥基复合材料抗折强度和抗压强度的影响。结果表明:在一定范围内,当碳纳米管掺量一定时,随着水灰比的增加,水泥基复合材料的抗折强度有所提高,但抗压强度随之降低;当水灰比一定时,碳纳米管的掺加量存在一个最优值,为0.4%。在此掺量下,水泥基复合材料的抗折、抗压强度最高可分别提高45.6%、28.5%。通过扫描电子显微镜对制品断面进行微观分析,表明适量碳纳米管的掺入可以有效改善材料的孔结构和裂纹,并起到桥联作用,从而提高了水泥基材的力学性能。     

石墨烯和碳纳米管水泥基复合材料研究进展

石墨烯和碳纳米管均为纳米材料,具有高强度、高导电性、高导热性等优点。石墨烯和碳纳米管应用到水泥基复合材料中能提高其强度、改善其耐久性、并使水泥基复合材料具有导电性和压敏性能。本文总结了石墨烯和碳纳米管的打散和氧化方法,归纳了石墨烯和碳纳米管对水泥基复合材料的增强增韧效果和机理,分析比较了其对水泥基复合材料耐久性、导电性和压敏性的影响,并总结了几种常用的细微观研究手段,为开展进一步研究提供参考。     

应变硬化水泥基材料组合结构的力学性能研究

水泥基材料自身的低强、高脆性是引起开裂的主要原因,裂缝的形成和开展也加速了混凝土结构耐久性的劣化.在水泥基材料中引入高强高弹的聚乙烯醇纤维能够显著改善脆性,使其具有准应变硬化和多缝开裂特性.通过四点弯曲试验,研究养护条件(标养、水养)、基体的厚度和龄期对应变硬化水泥基材料组合结构的力学性能的影响.结果表明,标准养护优于水养,基体养护24h后浇筑砂浆有利于界面粘结和整体结构性能的发展,且20mm SHCC-砂浆组合试件的准应变硬化和多缝开展更显著,结构延性大幅度提高.此外,采用组合结构形式有利于应变硬化水泥基材料的推广应用.     

基于碳纳米管掺量影响下水泥基材料性能研究

结合国内外相关学者的研究成果,对不同碳纳米管掺量下水泥基材料性能影响进行综合论述,探讨了不同掺量对水泥基材料工作性能、力学性能、断裂韧性、耐久性的影响,统计分析后得到最优掺量,为工程实际应用及相关研究提供参考。     

工业级碳纳米管增强水泥基材料力学性能试验研究

通过表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮和超声作用,将工业级碳纳米管分散在水溶液中,制备了碳纳米管水泥净浆和碳纳米管水泥砂浆,标准养护28 d后测试其力学性能。试验结果显示,工业级碳纳米管在掺量为水泥质量分数的0.05%、0.1%、0.5%时,水泥净浆抗折强度分别提高:2.503%、-21.808%、-12.302%;抗压强度分别提高:11.966%、13.039%、10.866%。同样掺量的碳纳米管,水泥砂浆的抗折强度提高幅值分别为:17.16%、7.07%、3.72%;水泥砂浆的抗压强度提高幅值为:8.07%、2.61%、-5.24%。SEM结果表明,适量分散良好的工业级碳纳米管在水泥基体内呈桥接状分布,随着掺量的增加,团聚作用明显,碳纳米管呈现出簇拥现象。压汞试验结果显示,在水泥基材料内适量添加工业级碳纳米管,水泥基材料的孔隙率降低,有害孔的数量减小,水泥基材料内部孔隙结构得到改善。     

碳纳米管改善水泥基材料性能的微观机理

碳纳米管由于其优异的性能,正迅速成为一种最有应用前景的纳米材料,对其改善水泥基复合材料的研究也成为纳米材料领域的热点。详细综述了碳纳米管通过纤维桥联、纤维拔出、网络填充改善水泥基复合材料性能的微观机理及研究进展,为其宏观性能提供了理论解释。     

碳纳米管水泥基复合材料研究进展

碳纳米管是近几年国际新材料领域的研究前沿和热点,作者结合自己的研究详细综述了碳纳米管水泥基复合材料的国内外研究进展,分析了当前研究中存在的问题、碳纳米管水泥基复合材料的发展趋势及应用前景,并就今后研究的方向给出了建议.     

纳米二氧化硅改性水泥基材料的研究进展

纳米二氧化硅以其粒径小、比表面积大、表面吸附能力强等特性在改性水泥基材料性能方面有着良好的效果,现已成为众多学者研究的热点。文章对纳米二氧化硅在改性水泥基材料的水化硬化、耐久性和力学性能三个方面的研究进行了综述,并对纳米二氧化硅改性水泥基材料的机理进行简单概况,为今后深入研究其他纳米材料改性水泥基材料的机理提供研究基础。     

再生砖粉在水泥基材料中的应用进展

介绍了再生砖粉的物理化学特性和水化活性潜质,综述了再生砖粉对水泥基材料的水化、工作性、力学性能和耐久性等方面的影响,分析了其作用机理,并指出了有待进一步研究的问题。     

聚丙烯纤维增强水泥基材料性能技术应用及研究的现状

水泥基材料抗拉强度低、韧性差是其易于开裂、导致结构耐久性低劣的主要原因之一。聚丙烯纤维以其极好的化学稳定性和优良的技术经济性能,在水泥基复合材料中得到日益广泛的应用。本文阐述了聚丙烯纤维增强水泥基材料的特点和主要性能,并对国内外的研究与应用现状进行了综述。     

苯丙乳液水泥基胶结材料在碳纤维加固混凝土梁中的应用研究

目前的CFRP加固多使用环氧树脂作胶结材料,但是环氧树脂脆性大,耐久性较差。本文尝试使用苯丙乳液改性水泥浆体取代环氧树脂,用碳纤维布加固混凝土梁,测试其弯曲荷载-挠度曲线。结果表明：使用掺加苯丙乳液水泥浆体作为CFRP加固的胶结材料,与普通水泥浆体相比,当胶结材料中苯丙乳液的掺量为4％时,弯曲荷载基本相同,梁的挠度从0．3mm提高到3mm左右。     

纳米材料改性水泥基注浆材料的作用机理与研究现状

由于工程地质条件的复杂性,注浆材料需要满足速凝早强、抗分散性、耐久性好的要求.而纳米材料可以改善水泥基注浆材料的力学特性、抗分散性、耐久性,为注浆材料的研制提供了新方向.本文就纳米材料改性水泥基注浆材料的作用机理和研究现状进行了归纳分析,指出关于注浆参数的模型试验和数值模拟研究成果应与工程实践联系,研制更符合特定工程要...     

有电磁屏蔽功能的水泥基复合材料

介绍了水泥基电磁屏蔽材料的种类和电磁屏蔽机理,分析了水泥基电磁屏蔽材料的研究现状,重点阐述了碳系-水泥基屏蔽材料和纤维-水泥基屏蔽材料。结果表明:碳系-水泥基屏蔽材料成本低廉、屏蔽性能稳定,但其在1.5GHz频率内的平均屏蔽效能值一般不超过30dB,且力学性能随填料量的增加而下降;而纤维-水泥基屏蔽材料具有良好的屏蔽性能和力学性能,其在1.5GHz频率内的平均屏蔽效能值能达到30dB以上,在8～12GHz频段内的平均屏蔽效能值达40dB左右,具备一定的实际应用价值。并提出了水泥基电磁屏蔽材料今后的研究方向和应用前景。     

石碴对水泥瓦性能的影响研究

本文针对石碴在压制成型水泥基材料中的应用进行研究,探索了不同掺量时石碴对水泥基材料抗折强度、吸水率和耐久性能的影响规律,指出石碴在水泥瓦中的应用具有可行性,并在实际生产线上试生产出了满足标准要求的水泥瓦。     

化学外加剂对3D打印水泥基材料抗冻性的影响

为探究3D打印成型水泥基材料的抗冻耐久性,制备了不同外加剂掺量的水泥基3D打印试件,通过加速冻融试验研究3D打印试件的质量损失和动弹性模量变化。结果表明,随着速凝剂掺量的增加,水泥基材料3D打印试件的质量损失增大,相对动弹性模量降低,抗冻耐久性变差。引气剂的加入可以减轻但无法完全阻止3D打印试件的表面剥落破坏,且未能明显减轻试件的内部损伤。随着增稠剂掺量的增加,3D打印试件的表面剥落量增大,相对动弹性模量的降低速率减缓,试件的内部损伤有所减轻。本研究对于3D打印水泥基材料用化学外加剂的选择、油墨材料组成设计及3D打印制品的服役性能评价均具有一定的指导意义。