改性碳纳米管的掺入对混凝土性能影响

摘要

随着纤维复合材料的研究逐步成熟，将纤维材料技术应用到桥梁工程领域，具有很强的操作性，特别是纤维材料和混凝土材料的相结合，制备出高性能的混凝土材料，将有利于桥梁结构技术的新突破，并且在桥梁监测技术层面，有利于改进原有传统金属传感器的监测手段，使得监测效果更加显著。其中，碳纳米管纤维材料，具备超强的导电性能，仅次于超导体，将碳纳米管掺入到混凝土中，形成高机敏性的混凝土智能材料，应用于桥梁健康监测中，具有很大的研究潜力。再者，碳纳米管凭借其纳米级别的尺寸效应，能很好地填充混凝土内部空隙，制备而成的碳纳米管混凝土复合材料在力学性能上也有较大的提升。但是碳纳米管的工程实际应用还有待继续研究，主要为碳纳米管在基体中分散性问题还未完全解决，现有的分散方法都各有优缺点。考虑材料的环保，经济等因素，等离子体处理方法具有一定的优势。
　　因此本课题组基于这个大背景，采用等离子体技术对碳纳米管(CNT)进行表面改性，通过制备等离子体碳纳米管(P-CNT)混凝土智能复合材料，研究了在固定水灰比的情况下，掺入改性碳纳米管(P-CNT)和未改性碳纳米管(CNT)对混凝土材料抗压强度和抗裂强度的影响;研究了在固定水灰比的情况下，掺入改性碳纳米管(P-CNT)和未改性碳纳米管(CNT)对水泥砂浆材料导电性能的影响;研究了在固定水灰比的情况下，掺入改性碳纳米管(P-CNT)和未改性碳纳米管(CNT)对水泥砂浆材料压敏性能的影响。

目录

声明

摘要

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状

1．2．1 碳纳米管材料研究现状

1．2．2 碳纳米管分散性研究现状

1．2．3 碳纳米管水泥基复合材料性能

1．3 研究内容

1．4 技术路线

第二章 等离子体碳纳米管的处理工艺及分散性研究

2．1 引言

2．2 碳纳米管的分散方法

2．2．1 机械搅拌法

2．2．2 超声处理法

2．2．3 电场诱导法

2．2．4 表面共价修饰法

2．2．5 表面非共价修饰法

2．3 等离子体处理原理

2．3．1 单独气体处理

2．3．2 沉积有机薄膜

2．3．3 接枝改性

2．4 试验材料及处理工艺

2．5 试验结果分析

2．6 本章小结

第三章 等离子体碳纳米管的掺入对混凝土力学性能的影响

3．2．2 复合材料机理

3．2．3 多缝开裂理论

3．3 试验材料

3．4 试件制备与工艺

3．5 抗压试验

3．6 抗裂试验

3．7 试验结果与分析

3．8 本章小结

第四章 等离子体碳纳米管的掺入对水泥砂浆导电性的影响

4．1 引言

4．2 水泥砂浆材料的导电机理

4．2．1 电子传递机制

4．2．2 渗滤理沦

4．3 电阻测量方法研究

4．3．1 电极的选用

4．3．2 电阻测试方法的选用

4．4 试验材料与仪器

4．4．1 试验材料

4．4．2 试验仪器

4．5 试验试件的制备与工艺

4．6 试验结果与分析

4．7 本章小结

第五章 等离子体碳纳米管的掺入对水泥砂浆压敏性的影响

5．1 引言

5．2 复合材料的压敏机理

5．3 试验材料与仪器

5．4 测试方法与数据采集

5．5 试验结果与分析

5．6 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢

作者简历