纳米碳管水泥基复合材料的电阻性能

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1、纳米碳管水泥基复合材料的电阻性能罗健林1，2，段忠东1，赵铁军2(1．哈尔滨工业大学土木工程学院，哈尔滨150090;2．青岛理工大学土木工程学院，青岛266033，lawjanelim@qtech．edu．cn)摘要:以水泥为基体、多壁纳米碳管(MWNTs)为增强组分，采用表面活性剂超声分散方法，混合成型制备了MWNTs纤维增强水泥基材料(FRCs)．探讨了各组FRCs试件体积电阻率(ρv)随MWNTs质量分数(w)，含水率(X)，荷载(σ)的变化规律．结果表明:FRCs的ρv随w增加而逐渐降低，当w达2%时，ρv只有1.83kΩ·cm左右;除w为2%的NFC5外，其他组FRCs的X

2、对其ρv影响显著，尤其是水分扩散梯度较大时;除空白NFC0试件外，五组FRCs试件均有一定的压敏效应，但只有w为0.5%的NFC3试件的相对ρv变化(Δρv)随着σ持续增加呈现明显而均匀的变化，且能很好地表征试件内部微裂缝发展特征过程．关键词:纳米碳管;水泥基复合材料;电阻率;含水率;压敏效应中图分类号:TU528.58;TB332文献标志码:文章编号:0367－6234(2010)08－1237－05APropertiesofelectricalresistivityoffiber-reinforcedcementcompositeswithmulti-walledcarbonnan

3、otubesLUOJian-lin1，2，DUANZhong-dong1，ZHAOTie-jun2(1．SchoolofCivilEngineering，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150090，China;2．SchoolofCivilEngineering，QingdaoTechnologcialUniversity，Qingdao266033，China，lawjanelim@qtech．edu．cn)Abstract:Fiber-reinforcedcementcomposites(FRCs)withmulti-walledcarbonn

4、anotubes(MWNTs)load-ingswerefabricatedwithultrasonicsurfactantdispersionandsubsequentlycasting-mixmethod．TheeffectofdifferentMWNTsloadings(w)，wets(X)andpressures(σ)onthevolumeresistivity(ρv)ofsixgroupsofFRCswasinvestigatedrespectively．ResultsshowthattheρvofFRCsteadilyfallsdownwiththein-crementof

5、w，anditisonlyaround1.83kΩ·cmwithwbeing2%;exceptforNFC5groupwithwbeing2%，thoseρvofotherfivegroupsofspecimensareallsensitivetothecorrespondentX，especiallywhenthediffusiongradientofwaterisratherhigh;exceptfortheplainNFC0，thereexistsomewhatpressure-sensitivefeaturesforHowever，onlythefractionalchange

6、inρv(Δρv)otherfivegroupsofspecimens．ofNFC3groupwithwbeing0.5%hasdistinctandsteadydescendingtrend，anditwellexhibitsthecharacteristicsofmicrocracksduringoccurring，developingandmergingwiththeincrementofσ．Keywords:carbonnanotubes;cement-basedcomposite;electricalresistivity;watercontainingratio;pres-

7、sure-sensitiveeffect近几十年来，为对在役重大工程结构安全状况进行监测和评定、并提供可能的及时修复和控制损伤，许多通过添加诸如碳纤维、炭黑、镍铜粉等导电微、纳米材料成型的应力自感知水泥基复合材料及其传感器的研究得到极大关注和发展［1－3］．纳米碳管(CNTs)是一种新型纳米管状纤维材收稿日期:2008－09－13．基金项目:国家重点基础研究发展计划资助项目(2009CB623203);国家自然科学基金资助项目(50739001