納米超高性能水泥基復合材料的制備及感知性能研究.pdf

1、由于在自然環(huán)境和荷載等多重因素作用下，普通混凝土結構劣化速度快，耐久性和安全性得不到保障，縮短了混凝土結構的使用壽命。為了提高混凝土結構的耐久性及安全性，并同時進行結構性能的實時監(jiān)測，需要采用超高性能水泥基復合材料取代普通混凝土，并使其自身具備自感知性能，通過監(jiān)測外部應力作用下材料內部微結構的損傷演變規(guī)律，以減少和避免因重大結構失效而造成的經(jīng)濟性破壞和災難性人員傷亡。目前，提高水泥基復合材料的耐久性和感知性能，一直是國內學者致力研究的方

2、向。
　　本文首先探索了鋼渣微粉作為膠凝材料制備超高性能水泥基復合材料的可能性。測試了鋼渣微粉的反應活性，研究了其對水泥水化進程、水泥基復合材料新拌漿體流動度和力學性能的影響。結果表明:鋼渣微粉具有很高的活性，對新拌漿體流動性具有促進作用，鋼渣微粉摻量為10％時，累積放熱量達到最大，在20％摻量下對力學性能最優(yōu)。
　　氧化石墨烯及其水泥基復合材料是近年來國內研究熱點，但關于石墨烯對超高性能水泥基復合材料各方面性能影響的研究極

3、其少見。在制備超高性能水泥基復合材料的基礎上，通過摻加納米石墨烯，提高力學性能、改善微觀結構、提高導電性和感知性能，并對耐久性及外界環(huán)境作用下感知性能進行了測試。探索了石墨烯在硅烷偶聯(lián)劑中分散情況，優(yōu)選出3-氨丙基三乙氧基硅烷等六種硅烷偶聯(lián)劑，并對分散機理進行了分析。
　　揭示了未分散和預分散石墨烯對超高性能水泥基復合材料新拌漿體流動性、力學性能、感知性能及耐久性的影響規(guī)律，探明了微結構形成機理。研究發(fā)現(xiàn):隨著石墨烯摻量的增加，漿

4、體流動度逐漸降低;未分散石墨烯對超高性能水泥基復合材料的抗壓、抗折強度起削弱作用;對預分散的石墨烯而言，摻量為0.05％時，力學性能達到最優(yōu)，電阻率明顯下降，感知性能有很大提升，耐久性良好;在外界環(huán)境因素作用下，超高性能水泥基復合材料的感知性能隨著凍融循環(huán)次數(shù)和干縮時間的增加逐漸減弱，隨著碳化時間的延長保持穩(wěn)定，而摻量為0.05％預分散石墨烯超高性能水泥基復合材料的感知性基本保持穩(wěn)定;在適量摻量范圍內，預分散石墨烯降低了基體的孔隙率，細