復(fù)相導(dǎo)電混凝土應(yīng)用于損傷診斷的試驗(yàn)研究.pdf

1、導(dǎo)電混凝土，作為智能材料的一個(gè)重要分支，是近年來國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)混凝土工程功能要求提出的一種新型材料。它的研究促進(jìn)了混凝土材料向多功能和信息化方向發(fā)展，為智能結(jié)構(gòu)的研究設(shè)計(jì)提供了基礎(chǔ)。在自然災(zāi)害或不可預(yù)見性作用下的結(jié)構(gòu)中它被用于自診斷損傷和缺陷的預(yù)報(bào)乃至自我修復(fù)等方面具有重要的意義。在交通檢測(cè)、融雪化冰、建筑采暖以及電磁屏蔽等領(lǐng)域的應(yīng)用也將為社會(huì)帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益。 基于國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，本文主要開展了對(duì)導(dǎo)電混凝土導(dǎo)電性能影響因素

2、的研究以及導(dǎo)電混凝土用于損傷診斷的試驗(yàn)研究和損傷分析。主要工作如下： 采用在碳纖維導(dǎo)電混凝土中加入導(dǎo)電相納米炭黑或鋼纖維來改善其導(dǎo)電性能，通過改變納米炭黑、鋼纖維與碳纖維的摻量來研究其對(duì)混凝土的工作度、含氣量、抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度以及體積電阻率的影響，試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果表明：隨著碳黑和碳纖維摻量的增加，新拌混凝土的含氣量都增大，抗壓強(qiáng)度沒有明顯一致變化，塌落擴(kuò)展度損失隨著納米炭黑摻量的增加而增大，隨著碳纖維摻量的增加沒有明顯增大。單摻納

3、米炭黑、單摻碳纖維以及復(fù)摻納米炭黑與碳纖維的導(dǎo)電混凝土抗折強(qiáng)度都是隨著導(dǎo)電相摻量的增加先增大再降低的，而復(fù)摻鋼纖維與碳纖維的導(dǎo)電混凝土抗折強(qiáng)度隨著導(dǎo)電相摻量的增加而增大。隨著齡期的增長(zhǎng)，四電極和兩電極法測(cè)試的體積電阻率都增大，但四電極法的測(cè)得的電阻率值明顯低于兩電極法測(cè)得之值。另外，研究了含有納米炭黑、碳纖維或鋼纖維的導(dǎo)電混凝土梁受荷過程中電阻變化規(guī)律及其與混凝土損傷之間的關(guān)系，并通過比擬的方法與試驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸的方法，得到了混凝土梁電阻變

4、化率與梁幾何中性軸處應(yīng)變或裂縫寬度的曲線關(guān)系，利用損傷力學(xué)理論與該曲線關(guān)系，建立了損傷度與電阻變化率的關(guān)系表達(dá)式。研究表明：開裂前，所有種類的混凝土梁的電阻變化率與梁幾何中心軸處應(yīng)變的關(guān)系用一次衰減指數(shù)函數(shù)方程擬合較好，通過擬合曲線的斜率可以直接反映出導(dǎo)電混凝土用于檢測(cè)損傷的靈敏度，從而間接反映出混凝土損傷的程度；SC系列混凝土梁開裂后，隨著梁裂縫寬度的增大，鋼纖維從混凝土基體中不斷拔出，使得其與基體之間的接觸電阻大為增大，同時(shí)改變混凝