發(fā)布時(shí)間：2020-03-28 16:04

【摘要】：碳納米管具有良好的力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性,將其摻入水泥基之中能起到明顯的橋聯(lián)、填充和晶核作用,有效的優(yōu)化界面過(guò)渡區(qū)結(jié)構(gòu)。然而,極大的長(zhǎng)徑比和管間的范德華力使其呈現(xiàn)出相互纏繞或團(tuán)聚的狀態(tài),在將其應(yīng)用于水泥基材料前需進(jìn)行有效的分散。而目前的研究主要集中在單一碳納米管對(duì)水泥基材料性能的影響,碳納米管直徑不同時(shí)對(duì)水泥基材料力學(xué)性能及抗凍性能影響的研究仍較少。因此,本文采用不同直徑的碳納米管研究了其摻量及直徑對(duì)水泥基材料力學(xué)性能和抗凍性能的影響,并對(duì)其微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析,主要工作如下:(1)碳納米管的分散效果研究。選擇表面活性劑、磁力攪拌及超聲分散相結(jié)合的方法對(duì)碳納米管進(jìn)行分散,并通過(guò)試驗(yàn)確定最佳的超聲分散參數(shù)。對(duì)不同分散時(shí)間和分散強(qiáng)度下制備的碳納米管水泥基試樣進(jìn)行了力學(xué)性能測(cè)試,通過(guò)力學(xué)性能的提升效果評(píng)判了碳納米管的分散效果,發(fā)現(xiàn)超聲分散60min、超聲強(qiáng)度為1050W時(shí),分散效果最好。(2)碳納米管對(duì)水泥基材料力學(xué)性能的影響研究。分別在7d和28d齡期下對(duì)碳納米管水泥基試樣的力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試,發(fā)現(xiàn)其抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度分別在碳納米管摻量為0.1wt%和0.2wt%時(shí)提升最為明顯,直徑為10-20nm的碳納米管對(duì)于水泥基材料抗壓強(qiáng)度的提升效果最好,而抗折強(qiáng)度則是直徑為40-60nm的碳納米管提升效果最好。綜合熱分析結(jié)果表明碳納米管的加入能夠促進(jìn)水泥水化,從而改善水泥基材料的性能。通過(guò)SEM發(fā)現(xiàn)碳納米管能夠起到橋聯(lián)、拔出和晶核作用,其直徑越大,分散效果就越好。(3)碳納米管對(duì)水泥基材料抗凍性能的影響研究。分別通過(guò)不同凍融循環(huán)下碳納米管水泥基試樣的質(zhì)量損失率、相對(duì)動(dòng)彈模量及強(qiáng)度變化規(guī)律研究碳納米管對(duì)水泥基材料抗凍性能的提升效果。發(fā)現(xiàn)碳納米管的加入能有效改善水泥基材料的抗凍性能,其摻量為0.1wt%、直徑為10-20nm時(shí)對(duì)于水泥基材料抗凍性能的提升效果較好。(4)碳納米管對(duì)水泥基材料孔結(jié)構(gòu)的影響研究。通過(guò)壓汞儀對(duì)碳納米管試樣的孔隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行了測(cè)試,研究了不同直徑碳納米管的摻入對(duì)于水泥基試樣孔隙結(jié)構(gòu)的影響及其對(duì)試樣在凍融循環(huán)過(guò)程中孔隙結(jié)構(gòu)變化規(guī)律的影響。發(fā)現(xiàn)碳納米管的加入能有效的改善水泥基材料的孔徑分布,并能有效遏制水泥基材料在凍融循環(huán)過(guò)程中孔隙率的增大和多害孔的生成。
【圖文】：

不同直徑碳納米管的宏觀形貌

SDTQ600型熱重-差熱同步熱分析儀
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TU528

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2604634