压电陶瓷片/混凝土复合机敏结构中的表面波法

将PZT压电陶瓷片直接粘贴在混凝土表面，产生和接收表面波，以确定沿混凝土表面传播的Rayleigh波和纵波的波速，以及混凝土的动弹性模量和动泊松比。研究表明，表面波法简单可行；Rayleigh波在50～80kHz的频率范围内呈频散状态，即该波波速随频率的变化而变化；混凝土柱在轴向加载情况下，Rayleigh波和纵波峰峰值均随应力增加而减小，并且卸栽后波形不能回复，波速略有减小。压电陶瓷片／混凝土复合机敏结构中的表面波法对实时监测混凝土性能劣化和裂纹等具有重要意义。     

掺碳纤维和石墨水泥砂浆电学性能研究

利用四电极法研究了内掺水泥基渗透结晶防水材料(CCCW)的碳纤维石墨水泥砂浆试样水化期间和硬化后的导电特性及在压缩循环荷载作用下的压阻特性.结果表明:随着养护龄期的增加,碳纤维石墨砂浆试样的电阻值逐渐增加,并且逐步趋于稳定;石墨掺入量越大,试样电阻达到稳定值所需的养护时间越短;试样的体积电阻率随石墨掺量的增加而下降,并存在渗流现象,渗流阈值为20%左右;此外,在循环荷载作用下,石墨掺量为水泥质量分数的20%时,碳纤维石墨砂浆试样的体积电阻率与压应力之间呈现良好的可重复性,电阻值在应力加载时几乎以线性下降,而卸载时增加.     

SIZE EFFECT AND LOADING RATE DEPENDENCE OF THE PRESSURE-SENSITIVITY OF CARBON FIBER REINFORCED CONCRETE(CFRC)

Carbon fiber reinforced concrete(CFRC) was found to be an intrinsically smart material. An experimental study is presented to examine the influence of size effect and loading rate on the pressure-sensitivity of CFRC during the elastic regime. The results show that the sensitivity increases with the size of specimen increasing and loading rate makes no influence on it. The former is because the deformation of higher specimen is larger than lower one under the same compressive stress. The behind is because the deformation of specimen is the same under the same compressive stress although the loading rate is different. Therefore, the smart beharvior of CFRC also reflects the deformation of material under compressive stress.     

力电效应机敏混凝土梁模型

本文借助混凝土本身的力电效应，研制了具有应力感知功能的机敏混凝土梁模型。该模型不需要借助外加的传感器即可实现应力感知功能，是一种本征型的机敏混凝土结构。同时，把碳纤维水泥复合材料立方试块埋入混凝土梁中，探讨其力电效应在应力诊断中的应用。     

混凝土梁的力电效应研究

研究了混凝土梁的力电效应,通过附着在混凝土梁上、下表面的电极和计算机自动数据采集系统,检测混凝土梁在三点弯曲时产生的电流。试验表明,随着载荷的增加,电流强度增加。在载荷持续阶段,电流强度缓慢减小。突然卸载时,出现反向的电流。相同载荷下,在离加载点较近的梁段,产生的电流强度较大。研究了埋入混凝土梁中的碳纤维水泥复合材料(CFRC)立方试块的力电效应,CFRC展示了与素混凝土类似的力电关系。本研究为混凝土结构的应力自诊断提供了新的方法。     

掺CCCW的碳纤维石墨水泥基复合材料的导电及压阻特性

利用四电极法研究了内掺水泥基渗透结晶防水材料(CCCW)的碳纤维石墨水泥基复合材料试样(40 mm×40 mm×40 mm)的导电特性及其在循环荷载作用下的压阻特性,分析讨论了碳纤维石墨水泥砂浆的体积电阻率及压阻特性随石墨掺量的变化规律。碳纤维和CCCW的掺量分别为水泥质量的1%和4%;石墨掺量分别为水泥质量的0%、10%、20%、30%、40%和50%。结果表明,添加CCCW的碳纤维石墨砂浆试样的体积电阻率随石墨掺量的增加迅速下降,并存在渗滤现象,渗滤阈值为20%左右。在循环荷载作用下,不同石墨掺量试样的电阻和应力存在一定的对应关系。石墨掺量为水泥质量的20%～30%时,碳纤维石墨水泥砂浆试样的体积电阻率与压应力呈现良好的可重复性,电阻值在应力加载时几乎呈线性下降,而卸载时增加。     

电热混凝土复合材料的研究进展

综合国内外文献及作者的最新研究成果,从单掺和复掺导电组分两个方面介绍了目前电热混凝土复合材料的研究进展,侧重于介绍电热混凝土的导电性、导电相掺量、电热性能和初步现场试验结果.     

水泥基复合材料中碳纤维的分散性研究

运用正交试验方法研究以羧甲基纤维素钠(CMC)和硅灰按不同比例配制的分散体系对碳纤维在水泥浆体中分散性的影响,采用新拌料浆法从多份新拌的水泥浆料中分离出碳纤维,并计算碳纤维质量的变动系数,由变动系数评价碳纤维的分散性和分散剂的作用效果.在各种CMC掺量下,硅灰均能显著改善碳纤维的分散性.随着CMC掺量的增加,碳纤维分散性提高.当CMC掺量为0.8%,硅灰掺量为15%时,CMC和硅灰的共同作用使变动系数最小,此时碳纤维在水泥基体中分散性最好,为最佳的分散剂配比.     

两种不同铝内衬碳纤维缠绕复合材料气瓶受力状况的对比分析

基于复合材料层合板弹塑性分析理论,参考DOT CFFC《铝内胆碳纤维全缠绕复合气瓶的基本要求》标准,利用网格理论设计了容积70L的铝内衬碳纤维缠绕复合气瓶。在相同的预紧力和工作压力下,研究对比分析了两种不同型号铝合金6061和7075作为内衬的气瓶的受力状况。结果表明,铝合金6061作为内衬时,其内衬应力水平分布比较均匀,可以更好地发挥外缠碳纤维的高强度特性,且价格经济实惠,较7075更适合作为复合材料气瓶的内衬材料。     

压电陶瓷--混凝土机敏结构研究

PZT压电陶瓷片粘贴在混凝土结构表面产生沿表面传播的纵波、横波和Rayleigh波,试验表明,在发射信号频率为120kHz时,与横波和Rayleigh波相比,纵波的峰值随应力增加而减少最明显。卸载后的波形不能与加载前的波形重合,波速减小。峰峰值和波速随应力而变化是由于混凝土结构内微裂纹的张开和裂纹扩展引起的。利用纵波峰峰值与应力的关系,可望对混凝土结构承受的应力和内部裂纹扩展进行实时监测。