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碳纤维混凝土的抗渗性及导电特性研究

闫忠明  
【摘要】: 随着混凝土材料科学和结构科学的发展,混凝土材料在国内外的大型结构工程中得到了广泛的应用。同时,混凝土材料本身存在的缺陷如抗裂性差等问题也日益突出,严重影响了混凝土结构的安全性和耐久性。因此进行有关重大土木基础设施的安全健康监测和自适应控制系统的探索和研究是一项涉及国家可持续发展的重要科学技术问题。碳纤维混凝土在实现土木工程无损的、在线的监测和修复方面有广阔的应用前景,因此日益为人们重视。 在混凝土中加入碳纤维,一方面不仅可以提高混凝土的强度,还能提高其抗渗性能,使其更加适用于水下混凝土结构;另一方面碳纤维能显著提高混凝土的导电性能,根据其电阻的变化规律用于对结构的无损检测。本文主要针对碳纤维混凝土(CFRC)的抗渗性能和导电性能进行了实验研究和分析。通过与普通混凝土进行对比分析,研究了碳纤维混凝土在抗压强度和抗渗性能方面的优越性;以及碳纤维的掺量、纤维长度等因素对混凝土抗渗性能的影响。在碳纤维混凝土导电性方面,通过试验研究了混凝土龄期、碳纤维掺量、含水率和外界水压力等因素对混凝土导电性能的影响。这些研究为以后碳纤维智能混凝土应用于水下混凝土工程结构监测提供了理论依据。 试验结果表明:加入适量碳纤维能提高混凝土强度和抗渗性能,碳纤维混凝土的抗渗性能主要取决于碳纤维的掺量和纤维长度;混凝土的导电性随着碳纤维掺量增大而提高,当碳纤维体积分数达到渗流临界值后,继续增加碳纤维,混凝土导电性能不再发生明显提高;混凝土的含水率越大,其导电性能越好。


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