碳納米管水泥砂漿的力學(xué)、物理及耐久性研究.pdf

1、碳納米管具有良好的力學(xué)、導(dǎo)電和導(dǎo)熱等特性，也因?yàn)槠鋬?yōu)良的微觀纖維增強(qiáng)增韌和納米填充特性，使得碳納米管在改善水泥基復(fù)合材料的力學(xué)、電學(xué)和耐久性等方面具有良好的工程應(yīng)用前景。鑒于目前碳納米管水泥基復(fù)合材料的研究領(lǐng)域主要集中在碳納米管水泥凈漿的力學(xué)和電學(xué)方向，而水泥砂漿更接近真實(shí)的工程要求，所以有必要對(duì)碳納米管改善水泥砂漿性能進(jìn)行全面的研究。本文以實(shí)際工程為導(dǎo)向，從水泥基復(fù)合材料的早期發(fā)展和長(zhǎng)期耐久性角度考慮，通過(guò)宏觀實(shí)驗(yàn)和微觀實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方

2、法，對(duì)碳納米管水泥砂漿的力學(xué)、物理及耐久性方面進(jìn)行了比較系統(tǒng)的研究，同時(shí)對(duì)碳納米管改善水泥砂漿的改性機(jī)理進(jìn)行了初步的探索。主要包括以下的研究工作：
　　在碳納米管改善水泥砂漿力學(xué)性能方面，通過(guò)3d、7d和28d不同齡期下的抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)與28d齡期下的抗折強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)，對(duì)比研究了在相同減水劑用量和相同流動(dòng)度兩種情況下，0.1％、0.3%和0.5%不同摻量的碳納米管水泥砂漿與普通水泥砂漿的力學(xué)性能，并結(jié)合 SEM形貌分析初步探討了碳納米管

3、改善水泥砂漿力學(xué)強(qiáng)度的作用機(jī)制。研究結(jié)果表明：碳納米管的摻入可以有效改善碳納米管水泥砂漿的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度，并且改善效果主要集中在早期階段；0.3%摻量的碳納米管水泥砂漿在綜合力學(xué)性能上改善效果最優(yōu)；碳納米管對(duì)水泥砂漿的宏觀力學(xué)性能的改善主要?dú)w因于碳納米管的橋聯(lián)和微填充作用。
　　在碳納米管改善水泥砂漿物理性能方面，利用XRD分析了水化反應(yīng)物和生成物成分的相對(duì)變化，另外進(jìn)行了流動(dòng)度、水化熱、水分散失量以及不同養(yǎng)護(hù)條件下力學(xué)強(qiáng)度和

4、干燥養(yǎng)護(hù)下的早期收縮等試驗(yàn)，對(duì)比研究了碳納米管水泥砂漿和普通水泥砂漿的流動(dòng)性、水化發(fā)展過(guò)程、保水性和收縮性等物理性能。研究結(jié)果表明：碳納米管的摻入可以降低水泥砂漿的流動(dòng)度、加速水泥的水化；在干燥養(yǎng)護(hù)條件下碳納米管水泥砂漿水分散失量更少，與標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件相比，力學(xué)性能提高幅度更大；同時(shí)碳納米管可以有效改善水泥砂漿的早期收縮。
　　在碳納米管改善水泥砂漿耐久性能方面，通過(guò)干濕循環(huán)抗硫酸鹽侵蝕實(shí)驗(yàn)和慢凍法抗凍實(shí)驗(yàn)，分別測(cè)量試件惡劣環(huán)境下和