碳纤维增强水泥基复合材料的制备与性能研究

一直以来,混凝土都是工程行业的主要材料,但结合其具体应用情况来看,在强度及韧性等方面还存在不足之处,需要进一步提高。为了有效满足现代工程项目建设的高性能需求,碳纤维增强水泥基复合材料应运而生,其凭借优异的性能,在工程行业中具有非常广阔的应用前景。文章基于相关背景,对碳纤维增强水泥基复合材料的制备方法和性能表现进行深入研究,并提出了碳纤维增强水泥基复合材料性能的优化措施,以便为该材料的广泛应用提供理论支持和实践指导。

碳纤维增强水泥基复合材料(CFRC)的电学特性

综述了碳纤维增强水泥基复合材料(CFRC)电学特性的研究进展,探讨了CFRC的电磁屏蔽性能和导电性能研究中的相关问题,阐述了原材料、配合比和表面处理对CFRC电磁屏蔽性能的影响,明确了碳纤维分散性和试验方法对CFRC导电性能的影响规律以及CFRC在工程结构中的应用状况,展望了CFRC的发展方向,指出碳纤维分散性、测试方法、温度和应力等多因素条件是CFRC电学特性将来的研究重点。

碳纤维增强水泥基复合材料的应用研究

本文介绍了碳纤维在国内外土木建筑中的应用。

碳纤维增强水泥基复合材料的电阻计算模型

根据碳纤维增强水泥基复合材料(carbon fiber reinforced cement composite,CFRC)导电机理,将CFRC材料内部导电通路分成碳纤维搭接导电与隧道效应导电两种方式。通过假定碳纤维理想搭接,运用定量体视学理论计算碳纤维的搭接电阻。结果表明:随着碳纤维掺量的增加,CFRC材料中网络搭接导电通路所占比例逐渐增加,尤其在渗流区域附近,搭接通路所占比例急剧上升,但是在过渗流区碳纤维掺量对搭接电阻所占比例的影响呈现微弱上升趋势。隧道效应电阻模型计算则依据定态Schrodinger方程,通过选取合适参数——电子跃迁的势垒与电子能量的比值U0/E,运用模型得到的计算值与试验值有较好的一致性。在相同的U0/E取值下,隧道效应电阻随着碳纤维掺量的增加而减小;而在同一掺量下,隧道效应电阻计算值随U0/E的增大而增大。

碳纤维增强水泥基复合材料(CFRC)的压敏特性

论述了碳纤维增强水泥基复合材料(CFRC)压敏特性的研究进展,阐析了CFRC具有压敏特性的机理,明确了组成材料、成型工艺和加载方式等对CFRC压敏特性的影响规律,分析了应力条件下CFRC的压敏特性及其在结构健康监测中的应用,展望了CFRC压敏特性的发展与应用方向,提出了CFRC压敏特性的研究重点.

碳纤维增强水泥基复合材料的发展与研究

传统的水泥混凝土材料由于功能单一、脆性大、自重大、抗拉强度和抗弯强度差,在一些特殊领域中的应用受到了很大限制。碳纤维由于具有高比强度、高比模量、密度小、耐腐蚀、导电性好、对人畜无害等优异性能而颇受材料科学工作者的青昧,被视为许多复合材料的优良增强体。将碳纤维加入到水泥基体中,制成碳纤维增强水泥基复合材料,不仅可改善水泥自身力学性能的缺陷,使其具有高强度、高模量、高韧性,更重要的是能把普通的水泥建筑材料变成对温度和应力敏感、具有自感知内部应力和损伤及一系列电磁屏蔽性能的智能材料。

碳纤维增强水泥基复合材料屏蔽性能的研究

现代电子技术的迅速发展不可避免地带来了电磁辐射所造成的环境污染。选择合适的屏蔽材料,利用其反射、吸收、多层反射等功能是消除电磁污染的有效手段。碳纤维除具有高弹性、高模量、低密度、耐腐蚀等优良性能被当作许多复合材料的增强体外,还具有良好的导电性,将其加入到水泥基体中制成碳纤维增强水泥基复合材料(CFRC),不仅使水泥自身力学性能得到改善,而且可作为防止电磁辐射或核辐射的优良屏蔽体。

纳米碳纤维增强水泥基复合材料的探讨

纳米碳纤维(Carbon nanofibers,CNFs)是近年来国内外纳米材料界的研究热点。介绍了纳米碳纤维的结构特点、性能、应用以及水泥基材料的各项性能和特点,并对纳米碳纤维增强水泥基力学性能的可能性进行了系统的探讨及研究,总结出现阶段需要解决的问题是纳米碳纤维在水泥基材料中的均匀分散及纳米碳纤维与水泥基体的相容性,并提出一些解决方案,为后期的工程应用及研究奠定了基础。

碳纤维增强水泥基复合材料电磁性能的研究(英文)

制备了碳纤维增强水泥基复合材料,在SEM扫描电镜下观察了样品的断口形貌。利用NRL测试系统测试了低频段4～8GHz和高频段8～18GHz条件下、碳纤维质量分数分别为0.2%,0.4%,0.6%,0.8%,1.0%时,复合材料对电磁波的反射率,评价了电磁干扰性能。结果表明,低频段时所测得的反射率均小于-10dB,材料对电磁波主要表现出吸收性;高频段且碳纤维质量分数超过0.6%时,反射率大于-10dB,材料对电磁波主要表现出反射性。反射率随着碳纤维质量分数的增加而变化,低频段且碳纤维质量分数为0.6%时,出现最小反射率,其大小为-15.1dB;高频段且碳纤维质量分数为0.4%时,出现最小反射率,其大小为-19.3dB。

碳纤维增强水泥基复合材料的吸波性能研究

利用弓形反射法（NRL）测试了碳纤维掺量分别为0.2%、0.4%、0.6%、0.8%和1.0%（质量分数）时碳纤维增强水泥基复合材料（CFRC）在低频段4-8GHz和高频段8-18GHz时的反射率,讨论了纤维掺量、频率、反射率之间的关系。结果发现,在纤维掺量相同条件下：低频段时,反射率〈-10dB,CFRC表现出吸波性;高频段且纤维掺量超过0.6%（质量分数）时,反射率〉-10dB,CFRC对电磁波表现出反射性。随着纤维掺量的增加,低频段时反射率先降低、后又有所回升,吸波性由弱变强、又变弱,纤维掺量为0.6%（质量分数）时出现最小反射率-15.0dB;高频段时反射率总体上呈上升趋势,材料对电磁波的反射性越来越强,纤维掺量为0.4%（质量分数）时出现最小反射率-19.4dB。

连续碳纤维增强水泥基复合材料的传感特性研究

修补和加固的在役混凝土结构需要有效的手段来监测和评定其安全状况。研究了连续碳纤维增强水泥基复合材料三点弯曲梁在不同加载方式下,其电阻与变形之间的变化规律,探究连续碳纤维增强水泥基复合材料的传感特性。结果表明,连续碳纤维增强水泥基复合材料试样的应变-电阻敏感度高于电阻应变片,线性度、滞后性较好,蠕变小,稳定性较好。据此,可将连续碳纤维增强水泥基复合材料用来制作感知结构损伤的传感器,实现对大型土木结构的在线健康监测。如果将其用作修补材料,那么在修补加固破损结构的同时,还可利用其应变-电阻敏感性长期在线动态监测结构的损伤及修补质量。

碳纤维增强水泥基复合材料的电磁屏蔽性能

利用弓形法测试了碳纤维质量掺量分别为0.2%、0.4%、0.6%、0.8%和1.0%时,碳纤维增强水泥基复合材料（CFRC）在低频段4～8 GHz和高频段8～18 GHz对电磁波的反射率,讨论了碳纤维质量掺量变化对反射率的影响。结果发现,碳纤维质量掺量相同、低频段时,反射率小于-10 dB,复合材料对电磁波表现出吸收性;高频段时,反射率大于-10 dB,复合材料对电磁波表现出反射性。低频段、碳纤维质量掺量为0.6%时出现最小反射率-15.1 dB;高频段、碳纤维质量掺量为0.4%时,出现最小反射率-19.4 dB。

碳纤维增强水泥基复合材料(CFRC)

一、前言国外CFRC的研制始于70年代初,至今已有二十余年,其发展过程可分为两阶段.从72年到80年初,这阶段主要是用PAN基碳纤维丝以单向排布方式增强水泥,取得了许多有意义的研究结果,但由于PAN基碳纤维价昂,没有开发CFRC的实际应用.80年代初,沥青基通用型碳纤维商品上市,价格便宜,开始了短切沥青基碳纤维增强水泥的研究,特别是轻质CFRC的实际应用取得了重大进展,使CFRC的开发进入一个新阶段,

碳纤维增强水泥基复合材料的性能和应用

介绍了水泥混凝土材料以其抗压强度高、施工方便等优点在人类建筑史上发挥了重要作用,但由于其功能单一、脆性大、自重大、抗拉强度和抗弯强度低等缺点,在特殊领域中的用途受到很多限制。试验中,将碳纤维加入到水泥基体中,不仅可改善水泥自身力学性能的缺陷,使其具有高强度、高模量、高韧性,更重要的是把普通的水泥建筑材料变成了具有自感知内部温度、应力和损伤及一系列电磁屏蔽性能的功能材料。

碳纤维增强水泥基复合材料的研究

水泥混凝土材料以其抗压强度高、施工方便等优点在人类建筑史上发挥了重要作用,但由于其功能单一、脆性大、自重大、抗拉强度和抗弯强度低等缺点,在特殊领域中的用途受到了很大限制。碳纤维具有高弹性、高模量、比重小、耐腐蚀、对人畜无害等优异性能被视为许多材料的优良增强体。将其加入到水泥基体中,制成碳纤维增强水泥基复合材料(CFRC),不仅可改善水泥自身力学性能的缺陷,使其具有高强度、高模量、高韧性,更重要的是把普通的水泥建筑材料变成了具有自感知内部温度、应力和损伤及一系列电磁屏蔽性能的功能材料。

碳纤维增强水泥基复合材料的力学性能研究进展

碳纤维(Carbon Fibers,CFs)作为增强相运用在复合材料中一直是研究热点。综述了CFs的种类、分散方式及其在水泥基复合材料中分散性的评估方法、CFs表面涂层改性的制备工艺及其优缺点。通过改善CFs在水泥基体中的分散性和对CFs表面进行涂层改性处理,可以制备性能良好的碳纤维增强水泥基复合材料(CFRC)。同时,对CFRC力学性能的影响因素进行了系统的探讨及研究,包括水灰质量比、养护龄期、成型工艺、硅粉掺量、外加剂、CFs掺量和长度等。总结出进一步提高CFRC力学性能的关键在于改善CFs在水泥基体中的分散性和相容性,并为今后制备高性能CFRC提供参考。

碳纤维增强水泥基复合材料的制备及热电性能研究

将不同含量(0.5%,1.0%,1.5%(质量分数))的碳纤维掺入到硫铝酸盐水泥基体中,制备了碳纤维增强水泥基复合材料。通过SEM、阿基米德排水测试法、四探针法等手段,研究了碳纤维含量对增强水泥基复合材料断面结构、抗弯强度、孔隙率、电导率、热导率和塞贝克系数的影响,并模拟太阳辐射进行了能量收集实验。结果表明,碳纤维均匀地分布在水泥基体中形成网格结构,碳纤维与水泥基体有很强的结合力。当碳纤维含量由0.5%(质量分数)增加到1.5%(质量分数)时,水泥基复合材料的抗压强度由71.36 MPa增加到106.51 MPa,增长了49.26%;孔隙率由0.8%增加到2.0%,增长了150.0%;电导率由0.0214 S/m增加到0.2408 S/m,增长了1025%;热导率由0.261 W/(m·K)减小到0.210 W/(m·K),减少了19.54%;塞贝克系数迅速增大,最大为1.22×10^4μV/K。当碳纤维含量为1.5%(质量分数)时,厚度为20 mm的水泥基复合材料每1 m^2可输出5~6μW的功率;在400 min辐照下,试样表面温度迅速达到70℃左右,1 m^2水泥基复合材料面板上收集到的能量高达8.1×10^-6 J。由此可知,碳纤维含量的增加,极大地提高了碳纤维增强水泥基复合材料的热电性能。

碳纤维增强水泥基复合材料的性能及应用前景

近年来,随着我国经济快速发展和科技日新月异的进步,相关行业必须做出相应的努力来适应其经济发展的需求。其中土木工程行业关乎到国家的建设,为此相关工作人员就目前土木工程行业的发展进行分析,并且在施工的过程中不断引进各种新材料。其中碳纤维增强水泥基复合材料(Carbon Fiber Reinforced cement,CFRC)就有一种新兴之势。本文概括了CFRC的发展历程和和其主要性能,列举了其在土木工程中的实际应用状况和对未来的展望。

碳纤维增强水泥基复合材料的性能与应用展望

近年来,由于中国经济的快速发展和科学技术的快速发展,迫使相关行业不得不做出适当的努力来适应其经济发展的需要。其中土木工程行业是从事国家建设的行业,相关人员分析了该行业的发展现状,并在施工过程中不断引进各种新材料。其中,碳纤维增强水泥基复合材料(Carbon Fiber Reinforced cement,CFRC)具有新的发展趋势。本文概述了碳纤维增强水泥基复合材料的相关内容及其主要特点,并列举了CFRC在土木工程中的实际应用现状及其未来展望。

碳酸钙晶须混杂聚乙烯纤维增强水泥基复合材料力学性能研究

为研究碳酸钙晶须掺量对聚乙烯纤维增强水泥基复合材料(PE-ECC)力学性能及微观结构的影响,设计了4组不同碳酸钙晶须掺量的PE-ECC试件,对其进行抗压性能试验、抗拉性能试验、三点弯曲断裂性能试验,并使用XRD、SEM、NMR技术对其微观结构进行研究。结果表明,碳酸钙晶须对PE-ECC有增强增韧作用,随着碳酸钙晶须掺量增加,这种增强增韧作用呈先增大后减小的趋势,当碳酸钙晶须掺量为1%(体积分数)时,PE-ECC的抗压性能、拉伸性能、断裂性能提升最佳。适量的碳酸钙晶须能填充基体,减少少害孔及多害孔数量,改善孔隙结构。