【摘要】：本論文基于實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)的方法,研究了碳納米管對(duì)水泥靜態(tài)力學(xué)性能、抗氯離子滲透性能、動(dòng)態(tài)力學(xué)性能、水泥水化進(jìn)程及主要水化產(chǎn)物的影響,具體研究了碳納米管水泥的抗壓抗折力學(xué)性能、動(dòng)態(tài)壓縮性能、耐久性、孔結(jié)構(gòu)、微觀結(jié)構(gòu)以及水泥水化進(jìn)程和水化產(chǎn)物,并構(gòu)建其內(nèi)在的作用機(jī)理,論文的主要研究結(jié)論如下:(1)碳納米管的分散性通過(guò)X射線衍射、傅里葉紅外光譜儀以及SEM技術(shù)等實(shí)驗(yàn)表征碳納米管的質(zhì)量、化學(xué)鍵以及微觀形貌。結(jié)合超聲波分散法分散碳納米管,并分析不同碳納米管分散劑含量(PVP)對(duì)碳納米管分散液的分散效果。聚乙烯吡咯烷酮與碳納米管是1:1質(zhì)量比時(shí),碳納米管分散液的穩(wěn)定性和分散性最好。(2)水泥的宏觀力學(xué)性能通過(guò)抗壓、抗折、氯離子擴(kuò)散系數(shù)測(cè)定儀以及霍普金森桿等試驗(yàn)分析碳納米管水泥基材料的力學(xué)性能和耐久性能。研究表明:充分分散的碳納米管能提高水泥基材料的力學(xué)性能和耐久性能,隨著碳納米管的摻入,碳納米管水泥基材料的力學(xué)性能和耐久性能逐漸提高,達(dá)到0.03%的CNTs摻量時(shí),水泥試塊抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度增幅效果最高,水泥基材料抗氯離子滲透性能也達(dá)到最好,滲透系數(shù)降低了55%,當(dāng)碳納米管的摻量超過(guò)0.05%時(shí),水泥漿體的力學(xué)性能和耐久性出現(xiàn)下降,這是由于過(guò)量的碳納米管容易在水泥漿體內(nèi)部形成團(tuán)聚現(xiàn)象,造成水泥漿體內(nèi)部損傷和裂縫。而且動(dòng)態(tài)試驗(yàn)表明,碳納米管的加入可以起到增強(qiáng)效果。(3)水化過(guò)程及主要水化產(chǎn)物的影響通過(guò)熱重分析、X射線衍射測(cè)試、SEM電鏡掃描和多站全自動(dòng)比表面積及孔徑測(cè)試系統(tǒng)等實(shí)驗(yàn),分析碳納米管對(duì)水泥基材料的水化過(guò)程、水化產(chǎn)物、孔結(jié)構(gòu)分析以及微觀形貌的影響,研究表明,碳納米管的摻入不會(huì)影響水泥水化產(chǎn)物,但是碳納米管會(huì)影響水化產(chǎn)物的形態(tài)和含量,細(xì)化CH晶體尺寸,增加了水泥漿體的膠凝孔和毛細(xì)孔的數(shù)量,細(xì)化孔結(jié)構(gòu),起到減少內(nèi)部損傷和裂縫的作用,使其微觀形貌更加的密實(shí)。碳納米管對(duì)水泥基材料微觀形貌的影響以及作用機(jī)理,碳納米管的摻入,使水泥基體的致密程度提高,碳納米管能起到晶核作用和網(wǎng)狀連接作用,在水泥水化過(guò)程中吸附C3S、C2S等活性成分形成初始水化晶體,隨著初始水化晶體的不斷反應(yīng),C-S-H凝膠和被細(xì)化的CH晶體等水化產(chǎn)物則在碳納米管周?chē)饾u形成致密結(jié)構(gòu)。同時(shí),碳納米管均較好的填充水化產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的微觀孔隙和裂縫,碳納米管的纖維橋接作用則能有效的增強(qiáng)C-S-H水化凝膠之間的界面粘結(jié)力。碳納米管在微觀納米尺度對(duì)水泥水化進(jìn)程和主要水化產(chǎn)物的改善作用是增強(qiáng)水泥基體材料宏觀性能的本質(zhì)原因。但是當(dāng)碳納米管摻量過(guò)高時(shí),較多的分散劑導(dǎo)致分散液濃稠,導(dǎo)致碳納米管在水泥漿體中團(tuán)聚,導(dǎo)致水泥漿體微結(jié)構(gòu)劣化,水泥漿體致密程度變差。
【學(xué)位授予單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TU528
【圖文】：

工程乃至機(jī)械制造業(yè)的基礎(chǔ)工程等大型建設(shè)項(xiàng)目日益增多,基復(fù)雜的工程環(huán)境，但是混凝土其本身具有高脆性、多裂縫和成建筑結(jié)構(gòu)力學(xué)性能下降、易受腐蝕、服役壽命減小等缺陷料，水泥在水化過(guò)程中形成的大量微觀缺陷和水化產(chǎn)物結(jié)構(gòu)高脆性和低韌性的根本原因。目前越來(lái)越多的研究致力于通來(lái)改善水泥的微觀結(jié)構(gòu)，從而增強(qiáng)混凝土的宏觀力學(xué)性能。（a）工程結(jié)構(gòu)的靜態(tài)長(zhǎng)期損傷

分散[15]。法是利用超聲波震蕩器發(fā)出高頻震蕩聲波，在液體介質(zhì)產(chǎn)生流效應(yīng)。在水溶液中產(chǎn)生的效應(yīng)可以剝落 CNTs 達(dá)到分散為，CNTs 需要超聲波處理一段時(shí)間之后才能達(dá)到良好的之后靜置一段時(shí)間，部分 CNTs 重新產(chǎn)生團(tuán)聚效應(yīng)，發(fā)用超聲波震蕩儀進(jìn)行震蕩碳納米管水溶液，產(chǎn)生的空化效，但是靜置一段時(shí)間之后，碳納米管發(fā)生團(tuán)聚效應(yīng)，碳納該加入分散劑增加碳納米管之間纏繞重聚的時(shí)間。此外，量多多少少會(huì)損傷碳納米管的物理結(jié)構(gòu)，削弱其增強(qiáng)作用分散碳納米管時(shí)，應(yīng)保證分散的時(shí)間和超聲波能量的適宜管破壞或者分散不足造成的碳納米管團(tuán)聚。圖 1-2 和圖SEM 圖像和分散后的 SEM 圖像。

后靜置一段時(shí)間，部分 CNTs 重新產(chǎn)生團(tuán)聚效應(yīng)，發(fā)超聲波震蕩儀進(jìn)行震蕩碳納米管水溶液，產(chǎn)生的空化效但是靜置一段時(shí)間之后，碳納米管發(fā)生團(tuán)聚效應(yīng)，碳納加入分散劑增加碳納米管之間纏繞重聚的時(shí)間。此外，多多少少會(huì)損傷碳納米管的物理結(jié)構(gòu)，削弱其增強(qiáng)作用散碳納米管時(shí)，應(yīng)保證分散的時(shí)間和超聲波能量的適宜破壞或者分散不足造成的碳納米管團(tuán)聚。圖 1-2 和圖EM 圖像和分散后的 SEM 圖像。圖 1-2 超聲分散前 CNTs 的 SEM 圖像[19]

【參考文獻(xiàn)】

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1 方秦;洪建;張錦華;陳力;阮征;;混凝土類(lèi)材料SHPB實(shí)驗(yàn)若干問(wèn)題探討[J];工程力學(xué);2014年05期

2 黃會(huì)明;;礦粉和粉煤灰對(duì)混凝土抗氯離子滲透性能的影響[J];混凝土世界;2014年05期

3 王寶民;韓瑜;宋凱;;碳納米管分散性研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2012年07期

4 武璽旺;肖建中;夏風(fēng);胡永剛;彭周;;碳納米管的分散方法與分散機(jī)理[J];材料導(dǎo)報(bào);2011年09期

5 杜修力;竇國(guó)欽;李亮;田予東;;纖維高強(qiáng)混凝土的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能試驗(yàn)研究[J];工程力學(xué);2011年04期

6 鞠楊;盛國(guó)華;劉紅彬;王會(huì)杰;;高應(yīng)變率下RPC動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的試驗(yàn)研究[J];中國(guó)科學(xué):技術(shù)科學(xué);2010年12期

7 李勝林;劉殿書(shū);李祥龍;康后金;王立彬;;Ф75mm分離式霍普金森壓桿試件長(zhǎng)度效應(yīng)的試驗(yàn)研究[J];中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2010年01期

8 徐世p

本文編號(hào)：2771430