石墨烯摻雜高延性水泥基復合材料拉伸時的力阻效應研究.pdf

1、分類號 密 級UDC 學校代碼 10497學 位 論 文題 目 石墨烯摻雜高延性水泥基復合材料拉伸時的力阻效應研究Study on Piezoresistive Effect of High Ductility Cement-basedComposites Containing Graphene Under Direct Tension研究生姓名 張 歡姓名 孫明清 職稱 教 授 學位 博 士單位名稱 理學院 郵編 430070申請學位

2、級別 碩 士 學科專業(yè)名稱 力學論文提交日期 2017 年 4 月 論文答辯日期 2017 年 5 月學位授予單位 武漢理工大學 學位授予日期答辯委員會主席 評閱人2017 年 5 月指導教師姓名英 文題 目I摘要智能混凝土具有自診斷、自調(diào)節(jié)、自增強和自愈合等功能，可用于混凝土工程結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測、裂紋自修復等。但目前常見的自感應智能混凝土對拉應變的感知量程偏小，限制了其在土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)中的應用。應變硬化水泥基復合材料 SHCC

3、（Strain Hardening Cement-based Composites）為研究高延性自感知智能混凝土提供了條件。 本文選用納米石墨烯片 GnPs 和氧化石墨烯GO 分別摻入到 SHCC 中，研究其拉伸力學性能、導電性和力阻效應，建立理論模型分析其電阻與應變的關(guān)系。論文的主要工作如下：（1）采用單軸拉伸實驗研究了石墨烯-SHCC 的基本力學和電學性能，表明GnPs 摻量低于 0.8%時， 可提高 SHCC 的導電性和拉伸強度，

4、 但對延性的影響不大，制得的 GnPs-SHCC 試樣表面產(chǎn)生多條細密裂紋，拉伸循環(huán)過程中表現(xiàn)出良好的力阻效應；GO 摻量（0~0.05%）較小時，GO-SHCC 的拉伸強度和延性均低于素 SHCC， 試樣表面產(chǎn)生裂紋數(shù)量較少， 但其電阻變化對拉應變的敏感性較高，靈敏度系數(shù)為素 SHCC 的 8~9 倍。（2） 采用預制缺口試樣的單軸拉伸實驗研究了石墨烯-SHCC 對裂紋寬度的敏感性，得出裂紋面間電阻變化率與裂紋寬度的關(guān)系，表明 GnP