基于车辆超载预警系统的导电混凝土导电性能研究

通过正交实验设计，进行了基于车辆超载预警系统的不同导电材料掺量比条件下导电混凝土导电性能探究.实验结果表明：1.2 MPa荷载以内，导电性能随着荷载的增大而增强，但增强趋势逐步衰减；通过压敏性分析，得出钢纤维体积分数0.15%、石墨体积分数1.00%、碳纤维体积分数0.35%、硅灰质量分数3.50%为导电材料的最佳掺量比；4种导电材料对导电混凝土压敏性和电阻的影响由强到弱分别为钢纤维、硅灰、石墨、碳纤维和硅灰、钢纤维、碳纤维、石墨；随着碾压次数的增多，试件的压敏性降低而压力敏感特性趋于稳定，第4次实验后压敏性下降3.5%,电流-荷载曲线均呈现先增大后减小的趋势.     

粉煤灰烧失量对机敏水泥基材料压敏性影响

为探讨高烧失量粉煤灰的利用,在碳纤维质量分数为0.5%和0.9%的机敏水泥基材料中,分别加入烧失量(质量分数)4.88%和26.28%,掺量15%,20%,25%的两种粉煤灰.通过对其在小应力循环作用下压敏性和导电性变化规律的研究,指出当纤维掺量较低时,含高烧失量粉煤灰的机敏水泥砂浆的压敏性,随着粉煤灰量的增加而变差;当纤维掺量较高时,含高烧失量粉煤灰的机敏水泥砂浆的压敏性,随着粉煤灰量的增加而变好;含高烧失量粉煤灰的机敏水泥砂浆导电性总低于含低烧失量粉煤灰的水泥砂浆.     

碳纤维增强水泥基复合灌浆材料的力学性能试验分析

研究了两个种类的碳纤维在不同掺量下对灌浆材料三大强度等力学性能的影响以及不同掺量的分散剂、水胶比等因素对碳纤维水泥基复合材料性能的影响,并得出了一些对工程施工有益的结论。     

碳纤维改性粉煤灰-偏高岭土地聚合物混凝土的力学性能研究

【目的】地聚合物混凝土由于强度高、耐久性好、低碳环保等优点受到了广泛关注，然而抗裂性差、韧性差等缺陷制约了其应用。【方法】将10组不同体积掺量的碳纤维掺入粉煤灰-偏高岭土地聚合物混凝土中，分析碳纤维体积掺量对地聚合物混凝土轴心抗压强度、弹性模量、抗折强度及折压比的影响。【结论】结果表明，掺入碳纤维可同时对地聚合物混凝土产生增强、增韧的效应；随着碳纤维掺量的增加，地聚合物混凝土轴心抗压强度、弹性模量、抗折强度及折压比均呈先增加后减小的变化趋势，最优碳纤维掺量为0.8%～1.0%;碳纤维对地聚合物混凝土抗折强度的提升效能约优于抗压强度的2倍。为碳纤维改性地聚合物混凝土的工程应用提供进一步的参考。     

聚合物乳胶粉改性碳纤维增强 混凝土的配合比设计

为提高碳纤维在混凝土中的分散性，利用可再分散聚合物乳胶粉与短切碳纤维对混凝土进行复合改性，运用正交试验方法，基于L₉(4³)正交试验表，设计两批18(2×9)组聚合物乳胶粉-碳纤维复合改性混凝土(PMCFRC)的坍落度、28 d抗压强度及纤维分散性检测试验。第1批正交试验研究了水灰比、聚合物掺量、碳纤维掺量对PMCFRC性能的影响，第2批正交试验研究了分散剂种类、分散剂掺量、减水剂掺量对PMCFRC性能的影响，获得PMCFRC的坍落度、抗压强度、电阻率等基本参数，并利用极差和方差分析方法，研究各因素的主次顺序，分析其是否影响显著，基于此寻找出PMCFRC最优配合比。结果表明：第1批正交试验中，对于坍落度、电阻率以及电阻率变动系数，碳纤维掺量为显著因素；对于28 d抗压强度，水灰比为显著因素；第2批正交试验中，对于坍落度和28 d抗压强度，减水剂掺量为显著因素；对于电阻率和电阻率变动系数，分散剂掺量为显著因素。PMCFRC最佳配合比为：水灰比0.49,聚合物掺量12%,碳纤维掺量0.3%,砂率34%,分散剂选用羟乙基纤维素，分散剂掺量0.4%,...     

碳纤维混凝土的导电性及其影响因素分析

以碳纤维作为导电基元材料,并利用羧甲基纤维素钠（CMC）对碳纤维表面进行改性,制备了一种导电性能良好的碳纤维导电混凝土．通过SEM微观测试,评价了所制备的导电混凝土中碳纤维的分散性,并分析了纤维体积掺量、水胶比、养护龄期对碳纤维混凝土导电性能的影响．结果表明,CMC能够明显改善碳纤维在混凝土中的分散性;水胶比和纤维掺量是影响碳纤维混凝土导电性能的主要因素,当混凝土的水胶比为0．6、碳纤维体积率0．62％时,所制备的碳纤维混凝土电阻率小于0．20Ω·m,满足电网工程中接地降阻技术的要求．     

钢渣一碳纤维复相导电混凝土抗裂性研究

抗裂性是衡量混凝土性能的重要指标。文章以混凝土脆性系数与特征长度作为混凝土抗裂性评价指标,研究了短切碳纤维掺量、复掺粉磨钢渣掺量混凝土抗裂性的影响。结果表明,适量单掺短切碳纤维可降低混凝土的脆性系数和特征长度值,有效改善混凝土的抗裂性能;粉磨钢渣可改善混凝土的组成和内部结构,对碳纤维可起到分散作用,进一步降低碳纤维混凝土的脆性系数和特征长度值,提高碳纤维混凝土的抗裂性能。     

碳纤维增强混凝土力学性能研究

为了研究碳纤维长度和体积掺量对混凝土力学性能的增强效果,制备了C30、C40强度等级的混凝土,添加碳纤维长度为10 mm和20 mm,碳纤维体积掺入率为0%～0.32%、进行了18组(54个)立方体试件的轴心受压性能实验,研究其抗压强度和劈裂抗拉强度.实验结果表明:不同掺量的碳纤维对混凝土的抗压、劈拉强度均有不同程度的影响,总体上随着碳纤维掺量的增加,混凝土的抗压强度及劈拉强度随之增加,但在碳纤维长度为20 mm时混凝土抗压强度有所降低;当掺量小于0.08%时,C30混凝土的抗压强度增长幅度较劈拉强度大,C40混凝土的劈拉强度增长幅度较抗压强度大;并且当碳纤维掺量达到一定量时抗压强度与劈拉强度的增长幅度均较小;实验得出长度为10 mm的碳纤维能更好增强抗压和劈拉强度,对劈拉强度的增加更加明显;碳纤维添加在C40混凝土中较C30中发挥效果更佳.     

钢渣-碳纤维复相导电混凝土抗裂性研究

抗裂性是衡量混凝土性能的重要指标.文章以混凝土脆性系数与特征长度作为混凝土抗裂性评价指标,研究了短切碳纤维掺量、复掺粉磨钢渣掺量混凝土抗裂性的影响.结果表明,适量单掺短切碳纤维可降低混凝土的脆性系数和特征长度值,有效改善混凝土的抗裂性能;粉磨钢渣可改善混凝土的组成和内部结构,对碳纤维可起到分散作用,进一步降低碳纤维混凝土的脆性系数和特征长度值,提高碳纤维混凝土的抗裂性能.     

碳纤维导电SBS改性沥青混合料性能试验

为了分析导电沥青混凝土的路用性能和融冰效果,将短切聚丙烯腈基碳纤维掺入SBS改性沥青混合料AC-13C中,制备成碳纤维导电改性沥青混合料。选取5种碳纤维掺量分别进行了配合比设计、路用性能和模拟融冰等室内试验。研究结果表明,随着碳纤维掺量的增加,SBS改性沥青混合料的最佳油石比呈线性增加,动稳定度、浸水马歇尔残留稳定度和冻融劈裂强度比呈抛物线关系变化,低温弯拉强度和破坏应变呈"S"形递增关系,而劲度模量呈"Z"形递减关系。说明在SBS改性沥青混合料中掺入适量的碳纤维,因碳纤维的桥接、加筋和增韧作用,可有效提高SBS改性沥青混合料的高温抗车辙、低温抗开裂和抗水损等路用性能,但过多的碳纤维会因分散性差易结团而造成增强效果降低。同时,当碳纤维掺量超过0.3%时,碳纤维在混合料内部相互搭接形成良好的导电网络,且具有良好的融冰效果。总体上,当碳纤维掺量为0.4%时,碳纤维导电SBS改性沥青混合料的各项路用性能、导电性能和融冰效率最佳。     

碳管纤维/水泥基复合材料的制备及电学性能研究

目的研究碳纳米管纤维(CNTF)对水泥基体电学性能、压力敏感性能的影响,以实现碳纳米管纤维/水泥复合材料的定向导电性能和机敏性能.方法以CNTF为增强组分,通过对CNTF进行表面处理以提高CNTF与基体间界面结合,从而制备成碳纳米管/水泥复合材料.采用Keithley2400数字源表测量不同掺量下复合材料的电阻及相同载荷下的电阻变化,并对其导电性、压敏性以及抗压性能进行测试研究.结果少量的CNTF可以显著提高水泥基复合材料的电导率,且随着碳纳米管纤维掺量的增加,导电率随之增加;将碳纳米管纤维掺入水泥净浆中形成的试件具有优良的压敏性能,且当掺量增大并且均匀分布时压敏性能表现更稳定;掺入碳纳米管纤维后,复合材料的力学性能并无明显下降.结论碳纳米管纤维可以显著提高水泥基复合材料的导电性能和压力敏感性能,而力学强度变化不大.     

碳纤维混凝土力电性能的研究现状

碳纤维混凝土是集结构性能和多种功能于一体的复合材料,具有良好的压敏性、温敏性和电磁屏蔽特性。结合近年来对碳纤维混凝土复合材料的研究和普通混凝土材料尺寸效应的研究,综述了碳纤维混凝土复合材料的力电性能及其尺寸效应的影响,同时提出碳纤维混凝土研究所存在的问题,旨在为碳纤维混凝土复合材料的研究提供一定的参考。     

碳纤维混凝土微波吸热效率的研究

微波除冰是一种新型的道面除冰方法,具有加热速度快,不污染环境等特点,但除冰效率低限制了它的使用.在混凝土中掺加碳纤维能提高混凝土的的导电导热性能、耐磨性等,可为道面除冰提供一种新的复合材料.通过掺入不同掺量碳纤维对混凝土进行改性,研究碳纤维混凝土的微波吸热效率、除冰效果及温度空间分布.结果表明,混凝土试件中心点的温度最高,距离中心点位置越远,温度越低;随着碳纤维掺量的逐渐增加,混凝土试件发热效率逐渐增高,碳纤维掺量为2‰时,混凝土试件吸波发热效率最高,与此同时,混凝土试件表面中心点的温度会逐渐增大.     

碳纤维掺量对单筋拉拔混凝土试件界面力学性能的影响

将单丝钢筋与混凝土的界面看作为独立的材料相,分别运用物理实验和数值模拟方法研究了单筋拉拔过程中碳纤维掺量对碳纤维增强混凝土(CFRC,Carbon Fiber Reinforced Concrete)试件粘结滑移性能的影响.物理实验表明,相比于普通混凝土,单筋在碳纤维增强混凝土基体中的拉拔粘结强度随着碳纤维掺量的增加而增强.数值模拟分析结果得到了材料试件的整体力学性能指标,再现构件的拔出破坏演化过程,表明它是一个细观损伤不断萌生、扩展、滑移并最终拔出破坏的渐进过程,单筋拔出损伤演化过程的声发射结果揭示了试件的失稳破裂机理.     

玄武岩织物增强水泥基复合材料拉伸力学性能

利用美特斯(MTS)万能试验机研究了掺入不同体积掺量(0、0.5%、1.0%、1.5%)短切碳纤维、玻璃纤维、钢纤维的2层和3层玄武岩纤维织物增强水泥基复合材料的拉伸力学性能.结果表明:短切碳纤维、玻璃纤维、钢纤维均可明显增加玄武岩纤维织物增强水泥基复合材料的开裂强度,并且存在最优体积掺量;在0~1.5%掺量范围内、2层织物时,开裂强度随着3种短纤维掺量的增加而增加,掺量1.5%时最大;3层织物时,开裂强度随着碳纤维、钢纤维掺量的增加先增加后减小,掺量1.0%时达到最大值,而随着玻璃纤维掺量的增加持续增加,掺量1.5%时最大.短切碳纤维、玻璃纤维不能增加其峰值荷载,而钢纤维则明显提高其峰值荷载,2层织物时最优掺量为1.5%,3层织物时最优掺量为0.5%.     

炭黑导电混凝土和碳纤维炭黑导电混凝土电热试验

目的为开发出融雪化冰或室内升温用的新型功能混凝土材料,研究炭黑导电混凝土(Carbon Black Conductive Concrete)和复掺碳纤维炭黑导电混凝土(Carbon fiber-carbon Black Diphasic Conductive Concrete)的导电性能以及电热效应.方法通过制作两种材料插有电极的立方体混凝土试块并测量记录不同龄期下的电阻率,比较分析两种材料的导电性能,并考虑碳纤维对导电性的影响作用.将两种材料试块分别串联进直流电路中,观察其通电发热情况并比较发热效果和电阻率的变化情况.结果相对于炭黑导电混凝土,复掺碳纤维炭黑导电混凝土的导电性更好,其中炭黑掺量为1%、碳纤维掺量为2%的试块电阻率低于100Ω·cm.两种材料通电发热速率均比较稳定且升温效果较好.单掺炭黑导电混凝土试块电阻率随通电时间延长变化较稳定,而复掺碳纤维炭黑试块电阻率受极化效应影响较大.结论相对于单掺炭黑导电混凝土,复掺碳纤维炭黑导电混凝土有更好的导电性,但其电阻率稳定性还有待研究.而单掺炭黑导电混凝土在通电发热试验中,其电阻率变化较小,具有较好的电阻率稳定性.     

碳纤维-水泥基复合材料冻融抗压强度的研究

以普通硅酸盐水泥为基体材料,以碳纤维为功能组分,采用压力成型法制备了碳纤维一水泥基导电复合材料。-20℃和70℃冻融循环25次,研究了碳纤维掺量、成型压力及养护方法对冻融性能的影响。结果表明：碳纤维质量分数掺量为0．2％时有较好的抗冻融能力,10MPa压力成型冻融前强度较高,冻融后期强度下降幅度较大,蒸养条件下,材料抵抗冻融破坏的能力强于水中养护。     

短切碳纤维活性粉末混凝土最佳配合比试验研究

介绍了活性粉末混凝土(RPC)的配制原理,并进行了短切碳纤维活性粉末混凝土(FRPC)的试验研究.比较分析了水胶比、纤维种类、不同短切碳纤维掺入量和长度及减水剂掺量对FRPC的流动度以及抗折、抗压强度的影响.确定了FRPC的最佳配合比.     

复相机敏混凝土弯敏特性研究

为了研究碳纤维（CF）、镀铜钢纤维（SF）、多壁碳纳米管（MWCNTs）和炭黑（CB） 4种功能材料掺量对复相机敏混凝土抗弯强度、电阻率与弯敏特性的影响规律,通过改变4种功能材料掺量方法设计了9组对比试验,分别采用二电极法、三点加载法测试试样的电阻率与弯敏性能。结果表明：（1）CF与SF是影响复相机敏混凝土弯敏特性的主要因素。（2）当4种导电材料的掺量比（CF∶SF∶MWCNTs∶CB）为1.2∶4∶0.25∶4时,试块28 d电阻率为887.5 ?·cm;当4种导电材料掺量比为0.3∶4∶0.5∶2时,试块抗弯强度最高;当构件挠度达到4 mm时,最大电阻变化率为158%,受弯机敏性较好,回归方程相关系数均大于0.95,复相机敏混凝土在受弯过程中电阻变化率与挠度变化关系相关性较好。     

粉煤灰对混凝土耐久性的影响

本文通过室内试验,分析评价了不同掺量的粉煤灰对混凝土抗冻性、抗渗性及抗碳化性能等路用性能的影响。结果表明,在一定掺量下粉煤灰能够明显提高混凝土的耐久性。