發(fā)布時間：2023-01-11 05:25

　　石墨烯作為一種新型的二維碳基納米材料,具有優(yōu)異的力、電、熱等性能,將其引入水泥基復合材料中,改善其水化作用和粘結(jié)效應具有顯著的影響,可改善水泥基復合材料的宏觀性能以促進建筑的可持續(xù)性發(fā)展。但存在分散性差等關(guān)鍵問題,并存在摻合型導電閾值,限制了其在水泥基材料中的應用。3D打印技術(shù)又稱增材制造工藝,是以一種數(shù)字模型文件為基礎(chǔ),基于精確物理物質(zhì)和快速成型的工藝。通過逐層打印的方式來構(gòu)造宏觀物體的技術(shù),且兼具規(guī)模化制備、形狀可控、結(jié)構(gòu)化可精確剪裁設(shè)計等優(yōu)勢,已有大量的研究者開始將其應用于石墨烯功能材料研究領(lǐng)域。因此,本論文基于3D打印“增材”技術(shù)構(gòu)筑的三維石墨烯碳基導電相,具有豐富的孔隙結(jié)構(gòu)、超高的導電率、應變可恢復（＞90%）、輕質(zhì)和穩(wěn)定的導電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),提高了水泥基材料的導電能力并使其獲得自感知能力和良好的機敏性,實現(xiàn)了三維石墨烯導電功能相在水泥基材料中的結(jié)構(gòu)、功能一體化可控構(gòu)筑,為水泥基復合材料的多功能和智能化構(gòu)建研究提供科學依據(jù)和技術(shù)支撐。研究的主要內(nèi)容如下:（1）采用超聲輔助和添加聚羧酸類高效減水劑等方式實現(xiàn)對水泥凈漿的流變特性調(diào)控,結(jié)合3D打印技術(shù)實現(xiàn)了導電功能相-三維石墨烯材料的可... 

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及研究意義
    1.2 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)
    1.3 課題來源與主要研究內(nèi)容
    1.4 研究思路
第二章 3D石墨烯基水泥復合材料的制備及結(jié)構(gòu)分析
    2.1 引言
    2.2 3D打印石墨烯的可控制備
        2.2.1 可控制備流程
        2.2.2 GO墨水的流變特性
        2.2.3 3DGA的力學性能
        2.2.4 3DGA的導電性能
    2.3 水泥凈漿的調(diào)控
        2.3.1 超聲輔助時間的影響
        2.3.2 減水劑摻量的影響
        2.3.3 水泥凈漿對不同孔徑石墨烯骨架的可灌性測試
    2.4 3D打印石墨烯基水泥復合材料的制備
    2.5 材料結(jié)構(gòu)表征
        2.5.1 3DGA的 SEM形貌
        2.5.2 水泥的SEM形貌
        2.5.3 3DGACC的 SEM和 EDS分析
    2.6 本章小結(jié)
第三章 3D打印石墨烯-水泥復合材料的自感應和機敏性性能研究
    3.1 引言
    3.2 3DGA摻量對電學性能的影響
    3.3 水化過程對電學性能的影響
    3.4 含水率對電學性能的影響
    3.5 3D打印石墨烯基智能水泥復合材料的溫阻特性研究
        3.5.1 溫阻特性實驗設(shè)計
        3.5.2 3DGACC的溫度信號響應特性
        3.5.3 溫阻疲勞特性
    3.6 3D打印石墨烯基-水泥復合材料的壓敏性研究
        3.6.1 全應變壓阻特征
        3.6.2 加載速率對3DGACC壓敏性影響
        3.6.3 壓阻疲勞特性研究
        3.6.4 壓阻響應機制
    3.7 本章小結(jié)
第四章 3D打印石墨烯-水泥復合材料的電-熱與熱-電特性研究
    4.1 引言
    4.2 焦耳熱效應研究
        4.2.1 實驗設(shè)計
        4.2.2 不同功率的焦耳熱效應
        4.2.3 電-熱循環(huán)穩(wěn)定性
        4.2.4 焦耳效應熱成像
    4.3 熱-電性能研究
        4.3.1 熱電效應原理
        4.3.2 3DGA的熱電性能
        4.3.3 3DGACC的熱電性能
        4.3.4 不同還原溫度對3DGACC熱電性能的影響
        4.3.5 GA骨架密度對熱電性能的影響
        4.3.6 制備過程對3DGACC的熱電性能的影響
    4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 主要結(jié)論
    5.2 研究展望
參考文獻
在學期間的研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]導電混凝土的導電性能及影響因素研究進展[J]. 賈興文,張新,馬冬,楊再富,石從黎,王智.  材料導報. 2017(21)
[2]MnO2水泥基復合材料熱電性能[J]. 李偉華,廖曉,季濤,張小影,張雄.  建筑材料學報. 2017(05)
[3]導電混凝土及其在道路工程中的應用綜述[J]. 劉數(shù)華,湯婉.  混凝土世界. 2017(04)
[4]碳纖維水泥基復合材料Seebeck效應研究現(xiàn)狀[J]. 魏劍,趙莉莉,張倩,聶證博.  材料導報. 2017(01)
[5]Effect of graphene on mechanical properties of cement mortars[J]. 曹明莉,張會霞,張聰.  Journal of Central South University. 2016(04)
[6]基于石墨烯的水泥基復合材料性能探討[J]. 韓瑜,王寶民.  低溫建筑技術(shù). 2015(02)
[7]3D打印材料及研究熱點[J]. 孫聚杰.  絲網(wǎng)印刷. 2013(12)
[8]氧化石墨烯納米片層對水泥基復合材料的增韌效果及作用機制[J]. 呂生華,孫婷,劉晶晶,馬宇娟,邱超超.  復合材料學報. 2014(03)
[9]碳纖維水泥基材料的溫阻效應及其測試方法[J]. 姚武,王婷婷.  同濟大學學報(自然科學版). 2007(04)
[10]含水量對碳纖維水泥基復合材料電性能的影響[J]. 劉軍,趙曉華,王玉林.  混凝土與水泥制品. 2004(06)

博士論文
[1]三維石墨烯基多功能材料可控制備與性能研究[D]. 張強強.哈爾濱工業(yè)大學 2016

碩士論文
[1]石墨烯智能材料3D打印可控制備與傳感特性研究[D]. 王玉.蘭州大學 2019
[2]基于碳納米纖維紙高效熱源的路面自融雪化冰系統(tǒng)的研究[D]. 張強強.哈爾濱工業(yè)大學 2012
[3]自密實超高韌性水泥基復合材料試驗研究[D]. 田艷華.大連理工大學 2008



本文編號：3729486