碳纤维钢渣混凝土压敏、温敏性能试验分析

将钢渣掺加到碳纤维混凝土中,可降低碳纤维使用量,同时保证具有良好的压敏性和温敏性。通过试验方法,对各导电组分含量不同的试件进行比较分析研究,得出钢渣掺量对碳纤维混凝图压敏性和温敏性的影响。结果表明:对碳纤维导电混凝土,减少纤维的使用量后,通过掺加钢渣,仍会改善混凝土的压敏效应。对碳纤维含量0.6%的混凝土,随钢渣掺量的增加其温敏性能会逐渐下降低。     

石墨和碳纤维对混凝土导电性能的影响及机理分析

采用石墨和碳纤维作为导电相材料制备了导电混凝土,研究了导电相材料的掺量和掺入方式、水胶比、养护龄期以及施加电压对导电混凝土导电性能的影响。结果表明：单掺时,随着石墨或碳纤维掺量的增加,试件的电阻率降低,导电性能提高;复掺石墨与碳纤维试件的电阻率比单掺石墨或碳纤维的试件更低,导电性能更好,最佳复掺比例为石墨6%+碳纤维1.0%;试件的电阻率随着水胶比、施加电压的增加而减小,随着养护龄期的增加而增大;与单掺组试件相比,复掺组试件的电阻率受水胶比、施加电压和养护龄期的影响相对较小。     

钢渣水泥基的导电性与压敏性研究

随着钢渣粉掺量的增加,钢渣水泥砂浆的导电性能迅速得到了提高,但是随着钢渣粉掺量的大量增加,导电性会趋于平衡。钢渣水泥砂浆在加载至破坏过程中,开始时,试件电阻率随着应力增加而持续减小,呈线性关系;当应力增加到一定程度,电阻率下降趋势趋于平衡;当试件破坏后,试件电阻率会迅速上升。钢渣水泥砂浆在循环加载过程中,由于其压力不同导致内部导电网络形成与破坏两种作用状态不同,致使电阻的变化趋势也产生了不同。     

纤维导电性对地聚合物压敏行为的影响

采用碳纤维和玄武岩纤维改性地聚合物,分析了纤维掺量对其流动性、力学性能、电阻率及压敏行为的影响规律,揭示了纤维导电性能对地聚合物压敏性能的影响机制.结果表明：碳纤维对地聚合物流动性的影响大于玄武岩纤维;当碳纤维掺量升高时,地聚合物电阻率明显下降,且可分为缓降、突降和平缓阶段;随着碳纤维掺量的升高,地聚合物压敏性能先增强后减弱;当碳纤维体积分数为0.4%时,地聚合物压敏性能最优;玄武岩纤维对地聚合物压敏性能具有削弱作用.     

冲击荷载下废玻璃粉混凝土力学特性研究及分形评价

为了研究冲击荷载下废玻璃粉混凝土力学性能,采用落锤试验机装置,测定废玻璃粉掺量分别为0、5%、10%、30%的混凝土梁在冲击荷载中的力学强度和变形性能。根据盒维数算法思想及数字图像存储原理,设计了基于Matlab计算功能的冲击荷载下混凝土试件损伤裂缝分形维数的简易算法。结果表明:相同废玻璃粉掺量下,随落锤下落高度增加,加载时间均在0.40 ms左右,加载速率、荷载峰值、混凝土梁竖向位移、对混凝土梁所做的功及裂缝分形维数值均逐渐增加,具有显著的应变率相关性;相同高度随着废玻璃粉掺量增加,荷载峰值略有增加,而加载时长略有减少。     

混杂纤维对活性粉末混凝土压敏性的影响

混杂纤维活性粉末混凝土(简称HFRPC)强度高,可以作为压力传感器,利用这种性能制备强度高的HFRPC压敏传感器。针对不同掺量钢纤维与碳纤维的混杂纤维活性粉末混凝土,研究了28 d标准养护后抗折、抗压强度、电阻率和在单调荷载下的压敏性。结果表明:随着混杂纤维掺量的增加,HFRPC抗折强度有较大提升、抗压强度比较稳定、电阻率显著降低、压敏性明显提升。优选混杂纤维体积掺量为钢纤维1%+碳纤维0.5%的配合比,RPC具有较高的强度和优良的压敏性。     

粉煤灰混凝土黏结性能试验研究

通过对粉煤灰混凝土黏结试件的直接拔出试验和梁式试验,分析粉煤灰掺量、钢筋种类、钢筋直径、混凝土强度和混凝土保护层厚度等因素对黏结性能的影响。研究结果表明：粉煤灰掺量越大,加载端和自由端钢筋滑移量、加载端钢筋应变、黏结应力峰值越小;混凝土强度越高,自由端钢筋开始滑移时的荷载越大,加载端和自由端钢筋滑移量越小,加载端钢筋应变、黏结应力峰值越大;钢筋直径越大,加载端和自由端钢筋滑移量、加载端钢筋应变越小;与配置HRB335级钢筋的试件相比,配置HRB400级钢筋的试件自由端钢筋开始滑移时的荷载更大,加载端和自由端钢筋滑移量、加载端和自由端钢筋应变、所需的黏结长度更小,黏结应力峰值更大。     

石墨钢珠复相智能树脂混凝土的压敏性研究

通过加入特定的导电掺料,可以使树脂混凝土具有良好的压敏特性。综合其优良的机械性能,可以将预制件置于建筑构件的关键部位作为监测元件。以掺入石墨粉和钢珠的树脂混凝土为材料制备立方体试件,测试其在重复荷载下的电阻变化和应变的对应关系。试验结果表明:试件具有良好的压敏特性;随着加载次数的增加,试件的灵敏度略有降低,整体重复性表现良好。     

石墨烯水泥基复合材料的电学性能

为探究石墨烯水泥基复合材料的电学性能,通过四电极法测试了不同湿度、温度以及外荷载作用下复合材料的电阻率变化,考虑了石墨烯掺量对复合材料湿敏性、温敏性和压敏性的影响,并分析了其内在机理.结果 表明:石墨烯水泥基复合材料的电阻率随着相对含水量的减少而逐渐增加,高掺量石墨烯可以降低复合材料的湿敏性;环境绝对温度的升高会导致石...     

三相导电混凝土强度及导电性能试验研究

为优化碳纤维-钢纤维-石墨三相导电混凝土中三种导电材料的组成比例,试验研究了三种材料掺量以及石墨细度对混凝土抗压强度和导电性能的影响,并通过灰关联分析得出三种材料对导电性能影响的显著程度。结果表明,碳纤维掺量越大,混凝土导电性能越好,当碳纤维掺量大于0.8%时,电阻率趋于稳定,当碳纤维掺量为0.4%时强度最大,初步确定碳纤维掺量为0.4%;电阻率与碳纤维掺量之间呈对数规律变化;养护龄期越长,导电性能越差,当龄期超过21d后,导电性能趋于稳定;石墨颗粒越细混凝土强度越低,导电性能越好,其中石墨细度为400目和600目时导电性能极为接近;随着石墨掺量的增大,抗压强度和电阻率逐渐减小,当石墨掺量超过8%时,导电性能趋于稳定。综合确定碳纤维、钢纤维和石墨掺量分别为0.5%、0.8%和5%时,混凝土导电性能最好,同时具有较高的强度;三种导电材料对混凝土导电性能影响的显著程度是:碳纤维石墨钢纤维。     

碳纳米管水泥基纤维增强复合材料压敏性能研究

文中对比分析了几种不同碳纳米管掺量试件的电阻变化规律,评价碳纳米管水泥基纤维增强复合材料的压敏性能。试验结果表明,随着多壁碳纳米管掺量的增加,电阻率将减低并最终趋于稳定,同时,试件压敏性存在差异。当多壁碳纳米管掺量为胶凝材料质量的0.1%时,电阻变化率幅度较大,可以达到0.133,此时,碳纳米管复合材料具备较好的自感知特性,可应用于结构健康监测研究。     

石墨-水泥灌浆材料导电性能的试验研究

石墨-水泥灌浆材料采用低价的工业石墨粉作为导电材料,兼有导电材料的导电特性和灌浆材料高流动性的特点,适合材料用量较大的防雷接地工程。通过试验研究了石墨-水泥灌浆材料的导电规律和试件质量。试验发现,材料电阻率随石墨掺量的增加而变小,随龄期增长而变大,石墨掺量大的试件极易开裂,工业石墨粉对水泥基材料电阻率的降低效果不明显。石墨掺量过高、过低的试件电阻率离散性较大,试件质量不易控制。     

石墨-水泥灌浆材料导电性能的试验研究

石墨-水泥灌浆材料采用低价的工业石墨粉作为导电材料,兼有导电材料的导电特性和灌浆材料高流动性的特点,适合材料用量较大的防雷接地工程.通过试验研究了石墨-水泥灌浆材料的导电规律和试件质量.试验发现,材料电阻率随石墨掺量的增加而变小,随龄期增长而变大,石墨掺量大的试件极易开裂,工业石墨粉对水泥基材料电阻率的降低效果不明显.石墨掺量过高、过低的试件电阻率离散性较大,试件质量不易控制.     

聚丙烯纤维对RPC动态劈裂性能的影响

为研究聚丙烯纤维（PF）掺量对活性粉末混凝土（RPC）动态劈裂抗拉性能的改善效果,利用φ74 mm分离式霍普金森压杆（SHPB）加载系统开展不同掺量（0、0.05%、0.1%和0.15%）的动态冲击试验,探讨PF掺量和冲击荷载下的RPC动态力学特性与能量耗散变化规律。结果表明：在一定掺量范围下,PF的掺入可增强RPC的动态劈裂抗拉强度,掺量为0.05%时抗拉强度最高,试件动态峰值拉应力随PF掺量的增加呈先增大后减小的趋势,二者满足二次函数关系;同时,PF的掺入降低了试件的破坏程度,产生较好的阻裂效果;RPC试件的耗散能占比与耗散能密度受到PF掺量的影响。     

不同引气剂对离子导电砂浆孔隙率及 导电性能的影响研究

离子导电砂浆的导电性能取决于内部电解质溶液的分布情况,而孔隙率是影响电解质溶液渗透的关键因素。采用了两种化学引气剂:铝粉和双氧水;两种常用物理引气剂:SJ-2和K12,并在不同水灰比条件下制备了离子导电砂浆试件35组,系统考察了引气剂和水灰比对离子导电砂浆孔隙率、电阻率和微观形貌的影响。结果表明,掺入引气剂和改变水灰比均能提高试件孔隙率。单掺时铝粉引气效果最佳,但其存在最优水灰比,而复掺能在单掺基础上进一步提高试件孔隙率。复掺铝粉和SJ-2引气剂,且水灰比为0.7时,孔隙率达到25.31%,渗透完全时电阻率可达到4.042Ω·m,为最优组合。     

圆钢管钢纤维再生混凝土短柱轴压性能试验研究

以钢纤维体积掺量为主要考察参数,对圆钢管钢纤维再生混凝土短柱进行了轴心受压试验。观察了其受力全过程和破坏形态,得到了荷载-位移曲线和荷载-应变曲线,并研究了钢纤维体积掺量对其受力性能的影响。结果表明:圆钢管钢纤维再生混凝土短柱的轴压破坏形态呈斜剪压破坏,钢纤维的掺量对其破坏形态几乎没有影响;钢纤维的掺入对试件承载力的增强作用并不明显,当钢纤维体积掺量不超过1.5%时,试件承载力较未掺加钢纤维构件有小幅提高,但当体积掺量超过2%后,因钢纤维易结团、混凝土和易性变差,试件承载力反而出现降低,且钢纤维体积掺量越大,降幅也越大;掺入钢纤维后,试件延性显著改善,位移延性系数随钢纤维体积掺量的提高而增大;为使试件同时获得较高的承载力和延性,建议钢纤维的体积掺量取为1.0%~1.5%;CECS 28:2012推荐计算式能很好地评定圆钢管钢纤维再生混凝土短柱的承载力,建议设计时采用。研究结果可为工程应用提供参考。     

碳纤维水泥基复合材料的压敏特性研究

研究了内掺含活性化学物质的CCCW材料及碳纤维表面氧化处理后不同碳纤维掺量下水泥净浆试样在循环荷载作用下的压敏特性,并讨论了其压敏机理,分析了三种碳纤维掺量下试样压敏性能差异产生的原因。实验结果表明：添加CCCW材料和使用经浓硝酸处理后的碳纤维混凝土试样,在循环荷载下其电阻稳定性得到了有效提高,并且不同碳纤维掺量下试样的电阻和应力均存在较好的对应关系,碳纤维掺量为水泥质量的1．2％时,试样的压敏性最好。     

荷载损伤后纤维轻骨料混凝土氯离子侵蚀研究

为研究荷载损伤对纤维轻骨料混凝土抵抗氯离子侵蚀性能的影响,设计了掺加聚丙烯纤维、钢 聚丙烯纤维、钢纤维3种轻骨料混凝土,开展了抗拉和抗压试验。分别在40%,60%,80%极限荷载3种拉、压应力水平下持续加载60 s,并测量加载后的残余应变。卸载后将试件切割成直径100 mm、厚50 mm的圆柱体,通过NEL法测定氯离子扩散系数。研究结果表明:混凝土残余应变随着拉、压荷载等级的增大而增大,纤维对轻骨料混凝土极限强度和变形能力提高显著;未施加荷载时,随着纤维的增加,单掺聚丙烯纤维组氯离子扩散系数变小,混掺纤维组基本保持不变,钢纤维组显著增加;施加荷载后,纤维的增加没有显著改善轻骨料混凝土抗氯离子侵蚀能力;残余应变与氯离子扩散系数间存在正相关特性,残余应变越大,氯离子扩散系数越大。     

PVA-ECC徐变性能试验研究

基于7组聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(PVA-ECC)试件的轴心受压徐变试验,研究了不同纤维掺量和加荷龄期条件下PVA-ECC的徐变性能.结果表明:在试验掺量范围内,纤维掺量越大,PVA-ECC的徐变能力越大;PVA-ECC的徐变随加荷龄期的延长而降低,晚龄期加载试件的徐变小于早龄期加载试件.结合已有混凝土徐变计算模型和本文试验结果,提出了估算PVA-ECC徐变的2种模型,其计算值与试验值吻合较好.     

石墨尾矿混凝土压敏性能研究

为了利用生产石墨产生的工业废料石墨尾矿,减少环境污染,将石墨尾矿掺到混凝土中,制备智能混凝土。对不同石墨尾矿掺量、不同碳纤维掺量进行压敏特性试验,研究其压应力与电阻率之间的关系。试验结果表明:石墨尾矿掺量为5%~10%,碳纤维掺量为0.3%~0.6%,石墨尾矿混凝土电阻率能达到良好的效果;压力在弹性范围内循环加载,电阻率随应力的增加而减小,随应力的减小而增大。适宜掺量的石墨尾矿混凝土具有良好的压敏特性,在智能混凝土中添加石墨尾矿,减少碳纤维含量,可节约成本,为智能混凝土的监测和控制的研究奠定基础。