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。

碳纤维水泥石传感器制作技术及其研究现状

碳纤维水泥石传感器具有造价低、耐久性好、埋设工艺简单、与混凝土材料相溶性好等特点,有望成为混凝土结构长期健康监测的新一代传感装置.本文评述了原材料的选择与处理、搅拌工艺、电极制作、电阻率测试方法等几个制作碳纤维水泥石传感器的关键技术的研究状况,并在此基础上,进一步探讨了碳纤维水泥石传感器所急需解决的几个关键技术问题.

炭纤维水泥石压敏传感器的温湿度补偿方法

介绍了适合混凝土结构局部压应力、压应变状态监测的嵌入式炭纤维水泥石压敏传感器的概念及其传感原理,并研究了环境温度和湿度两个因素对炭纤维水泥石压敏传感器零点输出的影响;同时从传感器电路设计角度探讨了温度、湿度的补偿方法及其在结构中的应用方式。研究表明:炭纤维水泥石压敏传感器的零点输出对环境温度、湿度的变化比较敏感,温度、湿度的最大影响分别约为6%和200%;对炭纤维水泥石压敏传感器采用“测试-补偿”对耦设置构成的补偿电路可以消除因环境温度、湿度以及极化作用产生的噪声信号对传感器零点输出的影响。

车桥耦合振动对钢纤维-水泥石界面黏结性能的影响

研究了车桥耦合振动对钢纤维-水泥石界面黏结性能的影响.通过振动台模拟轻、中交通量引起的振动,在混凝土凝结期各阶段进行振动,比较分析钢纤维-水泥石界面黏结强度的变化.研究结果表明:振动发生在初凝前,交通量越小对钢纤维-水泥石的早期界面黏结强度改善效果越好;振动发生在初凝—终凝,显著降低了钢纤维-水泥石早期界面黏结强度,中等交通3 d界面黏结强度损失了16.8%;终凝后振动对钢纤维-水泥石界面黏结强度影响较小;不中断交通的持续振动对钢纤维-水泥石的界面黏结性能产生了最不利的影响,随着养生龄期的增长,水化反应的进行,后期钢纤维-水泥石界面黏结性能有所提高.

碳纤维水泥基压敏传感器数据采集系统的设计

针对碳纤维水泥石压敏传感器的特点和数据采集两方面的要求,提出了一种数据采集系统的建立方法。重点分析了该数据采集系统的工作原理,给出了系统的硬件电路和软件设计流程图,并详细地介绍了各硬件单元及其集成方法。结果表明:应用AT89C52单片机实现的碳纤维水泥石压敏传感器信号的采集和处理系统,采集精度高、可靠性高、价格低、简单实用,并可以实现实时在线多通道采集。

表面改性硅灰石纤维增强油井水泥力学性能

为改善油井水泥脆性大、韧性差的缺陷并提高硅灰石纤维在水泥基材料中的作用效果,采用溶胶-凝胶法对硅灰石纤维进行纳米SiO_(2)表面改性处理,来增强纤维与水泥基界面的结合能力。通过扫描电子显微镜(SEM)、X线光电子能谱仪(XPS)、红外光谱仪(FTIR)等测试改性硅灰石纤维的性能,结果表明:纳米SiO_(2)成功在硅灰石纤维表面沉积且两者之间存在化学键合。将改性后的硅灰石纤维掺入水泥中测试相关性能,结果表明:改性硅灰石纤维水泥在相同养护条件下表现出优异的力学强度,养护时间14 d、掺量为7%时,改性硅灰石纤维水泥石的抗压强度和抗拉强度较空白样分别提高了35.44%和37.21%,比使用同等掺量未改性硅灰石纤维的水泥石分别提高了9.74%和9.11%,增强效果明显;改性后的硅灰石纤维降低了水泥基复合材料的孔隙率,提高了基体密实度;其在水泥中被水化产物紧密包裹,纤维与水泥石基体之间的界面结合效果更好。

两种表面活性剂对碳纤维的协同分散作用分析

探讨了纤维分散剂与减水分散剂的作用机理 ,并确定了提高碳纤维水泥石均匀性所需要的两种表面活性剂的合适掺量。研究结果表明 :纤维分散剂可以有效地分散纤维 ,但对胶结料粒子的分散是不利的 ;减水分散剂可以有效的分散胶结料粒子 ;二者协同作用可以有效提高整个纤维 水 胶结料粒子体系的均匀性 ;纤维分散剂的适用掺量为 0 3～ 0 4 % ,减水分散剂的适用掺量应大于 1 2 %。

碳纤维增强油井水泥石的力学性能

油井水泥石在井下易脆裂,造成油井层间封隔失效,进而影响油井开采。为了解决这一问题,需要对水泥石进行降脆增韧。首先,考察了甲基纤维素和羧甲基纤维素对碳纤维的分散效果;然后,研究了碳纤维对油井水泥石抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度的影响,并模拟井下环境测试了水泥石单轴和三轴应力-应变曲线;最后,使用扫描电子显微镜对碳纤维增强水泥石的微观形貌进行观察,探讨碳纤维对水泥石的增韧机制。结果表明:0.2wt%的羧甲基纤维素溶液可有效分散碳纤维;养护28d后,0.3wt%碳纤维增强水泥石的抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度较纯水泥石的分别提高8.6%、31.5%和52.4%,三轴直接加载条件下,其弹性模量较纯水泥石的低49.5%;经过分散的碳纤维在水泥石中乱向分布,形成三维网络结构,通过桥联、剥离及拔出耗能作用增强水泥石。研究结果为解决油井水泥石易脆裂的问题提供了理论参考。

Caustics study of the effect of glass fibres on dynamic fracture of hardened cement paste

The reflected optical caustics method is applied to study dynamic fracture problems in hardened cement paste. First both the unreinforced cement paste and the glass fibres reinforced cement paste specimens were fabricated and the reflective coating on the surface of the specimen was prepared. Secondly the crack path and the shadow spot patterns during the crack propagation process for the two specimens were recorded by using a multi-spark high speed camera.Thirdly some dynamic parameters of two cement paste specimens including crack onset time the dynamic stress intensity factor and crack growth velocity were determined and analyzed comparatively.This indicates that the glass fibres can improve the fracture resistance and delay fracture time.These results will play an important role in evaluating the dynamic fracture properties of cement paste.