碳纳米管增强水泥砂浆的力学性能研究.pdfVIP

2015年第 6期 混 凝 土 与 水 泥 制 品 2015No．6 6月 CHINA C0NCRETE AND CEMENT PRODUCTS June 碳纳米管增强水泥砂浆的力学性能研究 李云峰，孙 静，韩米雪 (山东省土木工程防灾减灾重点实验室 (山东科技大学)，青岛266590) 摘 要 ：将不 同比例 的碳纳米管掺入水泥砂浆 ，制备 了六组水泥砂浆复合材料试件 ，分析 了不同龄期下不 同掺 量 的碳纳米管分散液对水泥砂浆力学性能的影响。研究结果表 明：少量碳纳米管的掺入 ，会使水泥砂浆的力学性能 提高，但是掺量过高时反而会有所下降。碳纳米管对水泥砂浆早期的力学性能提高较大，-3水灰 比为O．50时，碳纳 米管的掺加量存在一个最优值。 关键词 ：碳纳米管 ；水泥砂浆 ；抗折强度 ；抗压强度 Abstract：Inordertoanalyzetheflexuralstrengthandthecompressivestrengthofthecementmortarunderdifferent content0fcarbonnanotubesindifferentages．sixgroupsofcementmortarmixedwithdifferentproportionsofCarbonnan— otubesaretested．Theexperimentalresultsshow thattheincorporationofasmallamountofcarbonnanotubesimproves themechanicalpropertiesofcementmortar，butthemechanicalpropertiesofcementmortardeclinewhenthedosageis toohigh．The earlymechanicalpropertiesofcementmortarwith carbon nanotubesaregreatly improved．T}lemixing amountofcarbonnanotubesisanoptimalvaluewhilethewater-cementratiois0．50． Keywords：Carbonnanotubes；Cementmortar；Flexuralstrength；Compressivestrength 中图分类号 ：TU528 文献标识码 ：A 文章编号 ：1000—4637(2015)06—67一O4 0 首玎言 弯曲时仍然不会断裂_161。常利武 等在高阶连续理 目前 ，研究者通过向混凝土中添加钢纤维 、PVA 论框架 内，计算 了碳纳米管的力学性能参数并模拟 纤维、PP纤维和碳纤维 等作为增强相来制备复合 了不 同荷载情况下碳纳米管发生的屈 曲现象，并进 材料。结果表明，纤维 的掺入可有效提高混凝土的 行了碳纳米管水泥基复合材料强度和韧性等力学 抗拉强度及其韧性，而且有效控制 了裂缝的开展 。 性能的试验研究。根据碳纳米管水泥基复合材料 的 但是 目前混凝土中所用的增韧纤维的强度相对较 挠曲强度和抗压强度随碳纳米管掺量的变化趋势， 低 ，这就为采用高性能纤维材料增强混凝土复合材 可 以看 出碳纳米管的掺入 明显提高 了复合材料 的 料 的研究提供 了发展空间。近些年来 ，美 国、Ft本 、 挠曲强度和抗压强度 ，但是碳纳米管的掺量存在一 德 国、中国等相继成立 了碳纳米管研究机构 ，标志 个最优值 。罗健林l】91等研究了碳纳米管／水泥基复 着碳纳米管的研究 已经成为材料界以及凝聚态物 合材料的阻尼及力学性能。研究表明，当碳纳米管 理研究的前沿和热点[51。其广泛研究的内容包括碳 的掺人量为 0．5％时，多壁碳纳米管／水泥阻尼 自增 纳米管的制备、结构、化学特性 、力学性能 、热学