【摘要】：隨著建筑產(chǎn)業(yè)化興起以及國家對裝配式建筑的大力推廣,行業(yè)對灌漿材料性能的要求也越來越高。水泥基灌漿料具有強度高,耐久性好,材料來源廣泛等優(yōu)點,同時也存在抗拉強度低,韌性差等不足,為克服普通纖維材料無法應(yīng)用到灌漿料中這一問題,本文選用碳納米管這一納米尺度纖維對自配超細水泥灌漿料進行性能改進,通過試驗研究,探究了碳納米管水泥基灌漿料的配合比設(shè)計、力學(xué)性能、流動性能以及微觀特性。主要進行了以下幾個方面的內(nèi)容研究:(1)選用超細水泥,石英粉等原材料,在確定各組分外加劑摻量及水膠比情況下,采用以漿體填充包裹理論為基礎(chǔ)的“漿骨比法”進行了超細水泥灌漿料配合比設(shè)計,并以強度,流動性能,微觀特性等方面為評價指標,配制出一種強度高,流動度大,內(nèi)部結(jié)構(gòu)致密,粘結(jié)性能好的超細水泥灌漿料。(2)以碳納米管摻量和直徑為變量,探究了碳納米管對超細水泥灌漿料抗壓、抗折強度等力學(xué)性能的影響規(guī)律。試驗結(jié)果表明,PVP(聚乙烯比咯烷酮)分散劑的加入會對灌漿料力學(xué)性能產(chǎn)生一定的影響,提高了灌漿料的強度;隨著碳納米管摻量增大,灌漿料強度呈現(xiàn)先增長后降低趨勢,當碳納米管摻量為0.1-0.2%時,對灌漿料增強效果最佳,抗折強度最高增長了33.62%,抗壓強度最高增長了29.30%;直徑較小的碳納米管對灌漿料增強效果更加顯著,直徑較大碳納米管對抗折強度作用不明顯。(3)利用博勒飛R/S流變儀對灌漿料流變性能進行系統(tǒng)的研究,并結(jié)合修正的Bingham模型給出了不同組分灌漿料的本構(gòu)關(guān)系模型。研究發(fā)現(xiàn),PVP分散劑對灌漿料流變性能有不利影響;隨著碳納米管加入,灌漿料漿體的屈服應(yīng)力、塑性粘度、觸變性隨著碳納米管摻量的增大呈現(xiàn)逐漸增長的趨勢,對灌漿料的流變性能有不利影響,但適宜摻量下,仍能保證灌漿料正常的流動性能;納米管直徑變化對屈服應(yīng)力影響不明顯,對塑性粘度的影響則較為顯著;碳納米管的加入,明顯增大了灌漿料的觸變環(huán)面積,即明顯增大了灌漿料的觸變性。(4)采用格子Boltzmann方法對灌漿料宏觀流動性能進行了流體動力學(xué)模擬分析。結(jié)果顯示,灌漿料漿體流動時,流經(jīng)障礙物附近,在障礙物背部出現(xiàn)明顯的屈服區(qū)域;隨著灌注孔道尺寸變小,漿體流速顯著降低,可灌入深度降低;在復(fù)雜邊界流動時,由于粘滯阻力,邊界處流速幾乎為零。(5)采用多種微觀分析技術(shù)對灌漿料微觀特性進行了探究,發(fā)現(xiàn)碳納米管能夠在灌漿料基體中發(fā)揮出良好的纖維橋聯(lián)以及填充作用,從而改善了灌漿料宏觀力學(xué)性能;碳納米管增加了灌漿料微觀結(jié)構(gòu)的致密性,對灌漿料水化作用有一定影響。
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TU578
【圖文】：

邊形參與封閉而成；另一類是單壁碳納米管（SWCNTs），如圖 1.1（b）所示，由石墨碳原子層卷曲而成的無縫中空管。碳納米管的直徑一般在零點幾納米到幾十納米，長度為幾十納米至微米，也有超長的碳納米管，長度為幾個微米[4]，表面積通常在100,000-700,000m2/ kg 范圍內(nèi)[5]。目前，單壁碳納米管由于價格昂貴，只在極少數(shù)領(lǐng)域有所應(yīng)用，一般應(yīng)用在精密結(jié)構(gòu)傳感器和發(fā)射平板顯示器等領(lǐng)域。作為納米纖維增強材料中的使用，目前應(yīng)用最多的是多壁碳納米管（本文中碳納米管均指多壁碳納米管）多壁碳納米管相對成本較低，目前在規(guī)�；a(chǎn)應(yīng)用方面較為成熟。研究表明，多壁碳納米管擁有極高的長徑比（100-1000），楊氏模量約為 1TPa，約為鋼材的 5 倍；拉伸強度約為 63GPa，約為鋼材的 50 倍[6]；碳納米管的彈性應(yīng)變是鋼材的 60 倍還多，但密度只有鋼材的1/6[7]；同時碳納米管的楊氏模量和拉伸強度分別是碳纖維的 10倍和20倍[6并且碳納米管與基體的結(jié)合力較高。目前，碳納米管復(fù)合材料性能的研究已經(jīng)成為熱點研究方向，碳納米管的各項性能均也優(yōu)于傳統(tǒng)的纖維材料，由于其優(yōu)異的性能，被廣泛認為是 21 世紀最具潛力的材料之一。

結(jié)果表明在適合的條件下，兩親性聚合物PVP可以的碳納米管在DMF、乙醇和水等溶劑中具有良好的親性PVP對碳納米管進行了表面修飾，實驗結(jié)果表以提高碳納米管的PVP包覆率，且使PVP同CNTs之率有較大提高，改性碳納米管與水的親和性有較大時在乙醇和丙酮中的分散性也顯著改善。碳納米管分散的表面活性劑主要有以下類型：基于合物，SDS，十二烷基苯磺酸鈉（SDBS），聚乙烯GA），Pluronic F-127，脫氧膽酸鈉（NaDC）和Tr劑作用機理：碳納米管之間存在很強的范德華力，CH-π鍵在管的側(cè)面或者管的末端吸收表面活性劑的面活性劑的親水部分提供，作用機理如圖[26]1.2所示

第二章 原材料及基礎(chǔ)配合比山東康晶新材料科技有限公司生產(chǎn)的 K800 型超所示。這種顆粒尺寸的超細水泥制成的漿體具有無法滲透的細砂粉砂混合層，粉砂層和粉土層；高水灰比下具有較高的固砂強度。水泥的主要技表 2.1 水泥的主要性能指標比表面積 抗壓強度/MPa D90( m) m2·g-17d 28d 17.63 1.083 46.78 59.58

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前7條

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本文編號：2772796