復相導電混凝土應用于損傷診斷的試驗研究.pdf

1、導電混凝土，作為智能材料的一個重要分支，是近年來國內(nèi)外學者針對混凝土工程功能要求提出的一種新型材料。它的研究促進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)的研究設計提供了基礎(chǔ)。在自然災害或不可預見性作用下的結(jié)構(gòu)中它被用于自診斷損傷和缺陷的預報乃至自我修復等方面具有重要的意義。在交通檢測、融雪化冰、建筑采暖以及電磁屏蔽等領(lǐng)域的應用也將為社會帶來更大的經(jīng)濟效益。 基于國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，本文主要開展了對導電混凝土導電性能影響因素

2、的研究以及導電混凝土用于損傷診斷的試驗研究和損傷分析。主要工作如下： 采用在碳纖維導電混凝土中加入導電相納米炭黑或鋼纖維來改善其導電性能，通過改變納米炭黑、鋼纖維與碳纖維的摻量來研究其對混凝土的工作度、含氣量、抗壓強度、抗折強度以及體積電阻率的影響，試驗測試結(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，抗壓強度沒有明顯一致變化，塌落擴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、單摻碳纖維以及復摻納米炭黑與碳纖維的導電混凝土抗折強度都是隨著導電相摻量的增加先增大再降低的，而復摻鋼纖維與碳纖維的導電混凝土抗折強度隨著導電相摻量的增加而增大。隨著齡期的增長，四電極和兩電極法測試的體積電阻率都增大，但四電極法的測得的電阻率值明顯低于兩電極法測得之值。另外，研究了含有納米炭黑、碳纖維或鋼纖維的導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變或裂縫寬度的曲線關(guān)系，利用損傷力學理論與該曲線關(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電混凝土用于檢測損傷的靈敏度，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，同時改變混凝