碳纳米管水泥基复合材料压阻效应的多尺度研究进展

碳纳米管水泥基复合材料具有多尺度的非均一性,其宏观尺度的性能是其各级低阶尺度本质的偶联映射,故而多尺度分析碳纳米管水泥基复合材料性能机理至关重要。本文从宏观、细观、微观和纳观四个尺度,综述了碳纳米管水泥基复合材料压阻效应的多尺度试验、机理和模型等方面的研究进展。总结了现有研究在骨料、孔隙结构、界面过渡区、外部环境因素以及理论模型等方面存在的局限或不足,并提出微纳观结构、理论模型等方面需进一步研究。

碳纳米管悬浮液分散质量影响因素试验研究

选取常见的5种表面活性剂,开展碳纳米管悬浮液的分散性和稳定性实验,定量分析了超声时长、表面活性剂掺比和碳纳米管浓度对悬浮液分散性的影响,量化了使用表面活性剂的碳纳米管悬浮液稳定性。结果表明:①超声时长对碳纳米管悬浮液的分散性有显著影响,采用功率为270 W的超声处理,超声40 min,悬浮液的分散性趋于平稳;②在平均最佳超声时长下,SDBS作表面活性剂具有最优的分散效果,吸光度峰值达到1.729;③随着碳纳米管浓度的增加,分散性呈波形变化,SDBS和Triton X-100作表面活性剂,均在碳纳米管浓度为6 g/L时,表现出最佳的分散效果;④SDBS作表面活性剂,短期内吸光度值下降较少,有良好的短期稳定性,Triton X-100作表面活性剂,短期内吸光度值下降较多,但7 d后下降较少,有较好的长期稳定性。

碳纳米管水泥基复合材料导电特性影响因素研究进展

将适量碳纳米管加入水泥基材料,可使其拥有独特的导电特性,进而实现水泥基材料结构的自感知和智能化。碳纳米管水泥基复合材料的导电特性受到物理场和材料组分等因素的影响和制约,但现有研究对此问题的关注和深度不够。综述了碳纳米管水泥基复合材料导电特性影响因素的研究现状,针对复合材料的电阻率和电流等电学指标,分析了物理场影响复合材料导电特性的机制,讨论了材料组分对碳纳米管水泥基复合材料导电机理的影响,提出了有待进一步研究的问题,展望了碳纳米管水泥基复合材料导电特性的未来研究发展趋势。

碳纳米管水泥基复合材料压阻效应研究进展

掺入适量的碳纳米管水泥基材料具有卓越的压阻性能,继而可帮助实现水泥基复合材料结构的自感知。碳纳米管水泥基复合材料的压阻效应受到材料组构和加载模式等因素的影响,然而现存研究对此问题的重视和深度不足,限制了水泥基材料结构智能化的发展。从材料组构和加载模式2个方面,讨论了碳纳米管掺量、水灰比和碳纳米管分散性等因素对材料受外力作用下各个阶段的压阻效应影响,分析了轴压、拉伸、冲击荷载以及加载速率、幅值等影响材料从开始加载至破坏整个过程压阻效应的特征,指出了目前研究中存在的问题,展望了碳纳米管水泥基复合材料压阻效应的未来发展前景。