HEC分散剂和纤维掺量对短切碳纤维水泥基材料压敏性的影响

为提高碳纤维水泥基复合材料(CFRCC)的压敏性,研究了羟乙基纤维素(HEC)对CFRCC中短切碳纤维分散特征的影响,采用灵敏度系数法分别探究了不同HEC掺量和短切碳纤维掺量对CFRCC压敏性的影响规律,并根据电化学阻抗法和可蒸发水含量法分析了相应CFRCC的孔结构特征,然后采用SEM测试技术对CFRCC基体中短切碳纤维分散状况以及纤维与基体界面特征进行了深入观察。结果表明:HEC分散剂在CFRCC中的掺量为胶凝材料总质量的0.4%~0.6%时,可以使CFRCC具有良好力学性能的条件下发挥更好的压敏性;CFRCC基体水胶比在0.35时,短切碳纤维的分散效果最好。在相同水胶比条件下,随着短切碳纤维掺量的增加,CFRCC抗折强度均有不同程度的提高,而其抗压强度则逐渐降低。当短切碳纤维体积掺量为0.2%时,短切碳纤维在CFRCC基体中无互相搭接和成簇现象;综合考虑压敏性和力学性能,CFRCC中短切碳纤维的适宜掺量范围为0.2%~0.25%。

碳纤维水泥基复合材料中纤维分散性的研究

利用新拌料浆法及硬化试件电阻测试法 ,从碳纤维水泥基复合材料 (CFCC)的纤维分散系数及变异系数分析等几个方面着手 ,探讨了碳纤维长度及掺量、搅拌工艺、分散剂和水灰比等诸因素对CFCC中碳纤维分散性能的影响 ,并确定了制备CFCC材料的适宜工艺 .

受压荷载下碳纤维水泥基复合材料机敏性研究

研究了碳纤维水泥基复合材料在轴向压力下的机敏性 ,并对用于监测材料内部损伤的电阻测试法进行了探讨 .结果表明 ,这种复合材料的导电性有较显著的压力依赖性 ,在较低压力范围内电阻随压力增加而降低 ,在较高压力下随压力增大而升高 .通过对循环荷载下试件的声发射监测 ,可以认为这种电阻压力依赖性与导电网络在应力作用下的形成、重组和破坏有关 .

碳纤维水泥基复合材料压敏性的灵敏度及机理分析

采用阶梯循环加卸载方式,对碳纤维水泥基复合材料在不同应力下压敏性的变化进行试验,提出压敏性的灵敏度概念,对比了未经烘干与经烘干后两种情况下压敏性的灵敏度差异,试验结果表明:未经烘干的碳纤维水泥基复合材料呈现正压敏特性,而烘干后的材料呈现负压敏特性,但两者压敏性的灵敏度均随受压应力的增加而减小,并且经烘干后,材料压敏性的灵敏度随受压应力增加而衰减的速度比未经烘干材料的衰减速度慢。应用隧穿效应和电容效应共同作用机理能较好的分析试验现象。

碳纤维水泥基复合材料温敏特性研究

简单介绍了碳纤维水泥基复合材料的制备及其电阻率测试方法,研究了不同掺量的碳纤维水泥基复合材料电阻率随温度变化的规律.研究结果表明,碳纤维水泥基复合材料具有温敏特性,在温度升高的初始阶段,试件电阻率随温度的升高而下降,呈现NTC效应;当温度升高到一定数值,电阻率随温度的升高而逐渐升高,呈现出PTC效应,并且随着碳纤维掺量的变化,NTC/PTC转变温度也发生变化.基于试验结果,对NTC/PTC效应的转变机理进行了初步探讨.

碳纤维水泥基复合材料导电机理的探讨

通过研究水泥基体的导电性能和不同纤维掺量、外力作用下及掺入骨料后的碳纤维水泥基复合材料的导电性能,探讨碳纤维水泥基复合材料的导电机理.研究表明,水泥基体的电阻随水化时间显著增加,其导电机理是强电解质溶液的离子导电;碳纤维水泥基复合材料的电阻率随纤维掺量增加而显著降低,其电导由接触导电、隧道导电和离子导电3种机制共同决定;碳纤维水泥基复合材料在压力作用下,电阻率因界面接触的改善和纤维搭接概率的增加而降低,在拉力作用下,电阻率因纤维的拔出、折断而提高;骨料的引入增加了复合材料的电阻,这是由于骨料增加了纤维分散的难度和折断的概率,同时阻碍了纤维的搭接并提高了隧道势垒.

碳纤维水泥基机敏复合材料研究进展

综述了碳纤维水泥基复合材料(CFRC)的压敏性、Seeback效应、温阻效应、焦耳效应和电磁屏蔽效应等机敏特性及其相应机理,并对各种机敏特性在工程中的应用做了概述。

碳纤维水泥基复合材料的正、负压敏性及其机理分析

对碳纤维水泥基复合材料的压敏特性进行了实验研究。结果发现,在含水量不同的情况下,碳纤维水泥基复合材料分别具有正、负两种压敏特性。含水量较高时,碳纤维水泥基材料的电阻相对变化率随应力的增大而增大,随应力的减小而减小,表现出正压敏性。而含水量较低时,电阻相对变化率随应力的增大而单调减小,随应力的减小而单调增大,表现出负压敏性,进而提出了一种双效应机理,并对这一物理现象进行了合理解释。

碳纤维水泥基复合材料在循环荷载作用下的压敏性

目的研究碳纤维水泥基复合材料(CFRC)的压敏性.方法在弹性阶段,对试件施加循环荷载,测定在荷载作用下试件的电压,将试验结果进行了比较,分析在相同荷载下试件电压重复程度以及试件电压与荷载的关系.通过换算,把电压与荷载的关系表示成电阻与压应力的关系.结果在加载开始阶段,相同荷载下试件电压重复程度比较差,在加载后期试件电压重复性较好;在荷载变化幅度相同的情况下,荷载较小时试件电压变化值大于荷载较大时试件电压变化值.循环荷载的变化范围对压敏性的灵敏度影响不大,灵敏度K基本在-1.04^-0.75kΩ/MPa之间.结论在循环荷载次数增加的情况下,试件电压变化表现出较好重复性.试件电压反映了试件内部的变形情况.CFRC表现出具有较好的压敏性,为工程应用提供了理论依据.

碳纤维水泥基复合材料的阻温特性

研究了碳纤维水泥基复合材料的阻 温特性。发现当温度低于某一特定值时,电阻率随温度的升高而单调降低(NTC效应)。超过此值时,则表现为电阻率随温度升高而大幅度单调增加(PTC效应)。普通水泥基材料不具有相应的阻 温特性。

碳纤维水泥石压敏传感器电极的实验研究

电极的设计是制作碳纤维水泥石压敏传感器的重要环节之一。本文首次提出了埋入式网状电极的概念,同时综合分析了网状电极的特点。本文的研究表明埋入式铜质网状电极具有相容性和耐久性好、极化作用和接触电阻小等优点,是碳纤维水泥石压敏传感器的理想电极;在电阻测试中,四极法较两极法具有更高的准确性。此外,本文还研究了电极的结构参数对四极法测试结果准确性的影响。

碳纤维水泥石电阻测试方法研究

准确测量碳纤维水泥石的电阻率是碳纤维水泥石的压敏和温敏性能得以应用的关键问题之一。已有研究表明 ,电阻率测量结果准确性受电极的制作形式及电阻的测试方法影响较大。本文在试验的基础上 ,分析了几种适用于碳纤维水泥石的电极布置形式的特点及两极法和四极法对电阻测试结果的影响。研究表明 ,碳纤维水泥石电阻宜采用插入式四极法测量。

碳纤维水泥砂浆梁变形调节的实验分析

对碳纤维水泥砂浆梁的电热效应及其所引起的热力变形进行了实验分析,得到了梁的升温规律和变形发展规律,找出了梁的上下表面稳定温差及最大变形与输入功率的关系,从而为梁的变形调节提供了实验依据.

碳纤维水泥基复合材料压敏性应用研究

鉴于短切碳纤维和碳纤维毡水泥基复合材料(CFCC)具有很好的压敏性,对CFCC的压敏性进行了应用研究.研制了CFCC涂层混凝土偏心柱模型,采用四电极测电阻法并利用差动原理极大提高了敏感性,同时可实现温度补偿.通过实验对试样进行偏心受压,并对受压载荷、受拉面应变和差动电压数据进行了实时在线采集,结果表明CFCC的输出差动电压与结构所受偏心弯矩及偏心应变具有较高的敏感性,尤其毡CFCC更是具有很好的线性关系.

碳纤维水泥基复合材料正、负压敏性与含水量的相关性研究

对碳纤维水泥基复合材料进行多次烘干逐次减少材料的含水量,测定各次失水后相应的压敏性,研究含水量变化对材料压敏性的影响,结果表明:碳纤维水泥基复合材料在不同含水量情况下,压敏性表现形式不同,即当含水量较高时材料表现为"正压敏性";失去一定量水后转变为"负压敏性";当持续失水使含水量很低或者达到理想干燥状态时材料最终表现为"正压敏性"。值得注意的是,碳纤维水泥基复合材料在正、负压敏性发生转变过程中,在一定含水量条件下,存在正、负压敏性共存的过渡状态。

碲化铋-碳纤维水泥基材料的制备及热电性能

采用混掺和涂层两种方式制备碲化铋(Bi2Te3)-碳纤维水泥基材料,研究了Bi2Te3掺量和掺加方式对水泥基材料热电性能的影响,并建立了涂层掺加方式下水泥基材料的热电模型。结果表明,混掺Bi2Te3的碳纤维水泥基材料表现出极化效应,随着养护龄期的延长,极化效应减弱;掺加Bi2Te3可以显著改善碳纤维水泥基材料的热电性能,以Bi2Te3作为涂层的水泥基材料比混掺具有更好的热电性能;热电模型分别计算Bi2Te3涂层和碳纤维水泥薄片的Seebeck系数,表明Bi2Te3涂层具有较高的Seebeck系数,从而提高整体水泥基材料的热电性能。

碳纤维水泥配伍性试验研究

水平井、小眼井钻井技术的应用以及薄油层的开发易使水泥石射孔开裂,从而造成上下油水层串通,因此对水泥石韧性有了更高的要求。为了满足固井施工过程中对水泥浆性能以及对水泥石性能的要求,根据国家固井水泥性能测定操作标准,对碳纤维水泥进行了针对性的配伍性试验研究,包括水泥浆流变性、稠化时间、失水量以及水泥石抗压强度、抗折强度等方面的配伍性试验。研究结果表明,碳纤维与水泥以及水泥添加剂具有良好的配伍性;一定尺寸的短碳纤维可以有效地提高水泥浆的流变性和水泥石的抗折、抗压强度。

碳纤维水泥基材料的温阻效应及其测试方法

对碳纤维水泥基材料（CFRC）进行的两极法和四极法的对比测试研究表明，两种方法都能得到稳定的电阻值；但两极法的测试结果包含了测试电极的电阻和电极与CFRC材料之间的接触电阻，难以准确反映CFRC材料的真实电阻值；采用四极法测试可消除电极电阻和接触电阻．同时还研究了不同碳纤维掺量（0．4％和1．O％）的CFRC材料的温阻效应．结果表明，在-10-60℃的温度范围内，CFRC材料的电阻率随温度的升高而减小，灵敏度随着碳纤维掺量的增加而减小．

重复升温过程中碳纤维水泥基材料的温阻特性

碳纤维水泥基材料(carbon fiber reinforced cement-based composites,CFRC)经过重复升温后,不同碳纤维掺量的CFRC材料的温阻特性各异。低于渗流阈值(碳纤维掺量分别为0．1%和0.2%,质量分数,下同)的低掺量CFRC材料,在20-130℃范围内第1次升温过程中,碳纤维掺量为 0．1％CFRC材料电阻率随温度升高而降低;碳纤维掺量为0．2％的CFRC材料呈弥散性波动,然而在随后的重复升温过程中,在同样的温度范围内, 其电阻率均随温度升高而增大。而碳纤维掺量高于渗流阈值(碳纤维掺量分别为0.3％和1．0％)的CFRC材料在同样的温度范围内,第1次升温和随后的重复升温过程中,其电阻率随温度的升高而单调减小。不同碳纤维掺量的CFRC材料在经历第1次升温后,其常温(20℃)时的电阻率均有不同程度地减小,减小的幅度随碳纤维掺量增加而降低。

不同掺料的碳纤维水泥砂浆的压敏性研究

研究了用粉煤灰替代硅粉作为碳纤维水泥砂浆超细粉的可能性 ;对其它组分及配比相同但掺用两种不同超细粉的试件的导电能力及机敏性能的试验研究表明 ,粉煤灰作为碳纤维水泥砂浆中的超细粉 ,其机敏性能较掺入硅粉的碳纤维水泥砂浆得到改善 ,且材料的制备成本得以降低。