碳納米管水泥基復(fù)合材料的力學(xué)與抗?jié)B透性研究.pdf

1、碳納米管(MWCNTs)被認(rèn)為是目前性能最優(yōu)異的納米材料之一,具有良好的力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)等物理性能以及化學(xué)穩(wěn)定性。碳納米管具有高長徑比,添加到水泥中具備纖維增韌和納米填充特性。碳納米管水泥基復(fù)合材料應(yīng)具有高強(qiáng)度、高體積穩(wěn)定性及高抗?jié)B透性。目前碳納米管水泥基復(fù)合材料的研究處于剛剛起步階段,研究領(lǐng)域集中在力學(xué)性能和電學(xué)性能,有必要對復(fù)合材料進(jìn)行系統(tǒng)和全面的探究。本文圍繞碳納米管水泥基復(fù)合材料的制備、力學(xué)及抗?jié)B透性方面的內(nèi)容進(jìn)行較為系統(tǒng)的研究

2、,通過一系列微觀實(shí)驗(yàn)對碳納米管的改善作用機(jī)理進(jìn)行較為全面和深入的探索。主要包括以下研究工作:
　　如何將碳納米管均勻分散在水泥基材料中是發(fā)揮碳納米管優(yōu)良性能的關(guān)鍵問題。系統(tǒng)的研究了不同分散工藝對碳納米管分散性的影響,結(jié)合分散液穩(wěn)定靜置時(shí)間、SEM形貌分析、激光粒度儀分析粒度等方法對碳納米管在水中的分散性進(jìn)行驗(yàn)證。研究結(jié)果表明:PVP作表面活性劑結(jié)合超聲分散工藝對碳納米管分散效果最佳,高度分散的碳納米管水泥基復(fù)合材料的宏觀力學(xué)性能與

3、普通水泥基材料相比,具有顯著的改善作用。
　　通過三點(diǎn)彎曲、軸心受壓和收縮實(shí)驗(yàn)對比研究了碳納米管水泥基復(fù)合材料與普通水泥材料的力學(xué)性能和收縮性能,結(jié)合一系列微觀實(shí)驗(yàn)分析碳納米管的作用機(jī)理。研究結(jié)果表明:摻量為0.02％的碳納米管水泥基復(fù)合材料在不同齡期的力學(xué)性能(抗彎強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度)較普通水泥基材料有明顯提高;碳納米管的摻入有效減少了水泥基材料的收縮,尤其對早期收縮的改善作用較為顯著。碳納米管對力學(xué)和收縮的改善作用增強(qiáng)了水泥基材料