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纳米炭黑复合材料压阻效应的研究及应用

作　者: 毛清林
导　师: 赵晓华
学　校: 汕头大学
专　业: 结构工程
关键词: 炭黑 环氧树脂基复合材料 钢筋 应变 电阻相对变化率 压敏性 节点
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


用炭黑环氧树脂基复合材料对钢筋表面进行涂层。拉伸试验显示,复合材料涂层的电阻相对变化率与钢筋应变有很好的单调对应关系。在弹性范围内,电阻相对变化率与钢筋应变大致呈线性关系,随应变的增加而增加,随应变的减少而减少。钢筋屈服后,复合材料涂层的电阻相对变化率随钢筋应变的增加而急剧增大。这一结果表明,复合材料涂层的电阻相对变化率可用来测量钢筋的应变,从而为钢筋应变测量提供了一条新途径。在此基础上,文中导出了电阻相对变化率与应变的数学解析式。纳米炭黑/硅粉水泥基复合材料与一般的水泥基复合材料相比,具有更好的抗压、抗折、抗冲击性能,更重要的是,它具有压敏效应。本文在水泥基体中分别掺入硅粉和纳米炭黑,对其力学性能和压敏性进行了研究,得出了不同掺量条件下的硅粉和纳米炭黑水泥基复合材料的抗压、抗折强度和压敏性曲线,并对其结果进行了机理分析。在前面两部分研究内容的基础上,对机敏节点的力、电进行了研究,给出在复杂应力条件下外加荷载、电阻、应变之间的关系曲线,为机敏结构更深入的研究打下基础。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章 绪论  9-20
  1.1 引言  9-10
  1.2 碳纤维复合材料研究现状  10-12
    1.2.1 CFRC 力学性能的研究及应用现状  10
    1.2.2 CFRC 电学性能的研究及应用现状  10-11
    1.2.3 CFRC 机敏性的研究现状  11-12
    1.2.4 当前 CFRC 复合材料研究的不足之处  12
  1.3 纳米炭黑复合材料研究现状  12-14
    1.3.1 炭黑复合材料研究现状  12-13
    1.3.2 纳米炭黑复合材料研究不足之处  13-14
  1.4 硅粉复合材料研究现状  14
  1.5 本文的研究思路及内容  14-15
  参考文献  15-20
第二章 基于纳米炭黑环氧树脂基复合材料涂层的钢筋应变测量方法研究  20-143
  2.1 引言  20-21
  2.2 制备工艺  21-23
  2.3 实验方法与过程  23-25
  2.4 纳米炭黑环氧树脂复合材料电性能实验结果  25-137
    2.4.1 纳米炭黑环氧树脂复合材料的电阻变化规律研究  25-28
    2.4.2 纳米炭黑复合材料的压阻效应  28-137
  2.5 纳米炭黑复合树脂的电性能实验结果分析  137-139
    2.5.1 龄期对环氧树脂复合材料压阻效应的影响  137-138
    2.5.2 纳米炭黑掺量对环氧树脂复合材料压阻效应的影响  138
    2.5.3 加载方式对环氧树脂复合材料压阻效应的影响  138-139
  2.6 应变测量原理  139-141
  2.7 结论  141
  参考文献  141-143
第三章 纳米炭黑/硅粉水泥基复合材料力学/压敏性能研究  143-175
  3.1 概述  143-145
  3.2 试验方案  145-147
    3.2.1 试件制备  145-147
  3.3 试验结果和分析  147-165
    3.3.1 抗压、抗折强度  147-149
    3.3.2 抗压、抗折强度结果分析  149-153
    3.3.3 压敏性  153-165
  3.4 机理分析  165-172
    3.4.1 纳米炭黑/硅粉对混凝土力学性能影响的机理分析  165-168
    3.4.2 混凝土正负压敏性的机理分析  168-172
  3.5 结论  172-173
  参考文献  173-175
第四章 机敏节点力、电性能研究  175-192
  4.1 引言  175
  4.2 机敏节点  175-180
    4.2.1 节点相关概念  175-176
    4.2.2 节点受力机理  176-180
  4.3 实验材料及构件的制作  180-181
  4.4 实验过程与结论分析  181-190
    4.4.1 材料性能试验结果  184-185
    4.4.2 各节点试验结果  185-190
  4.5 本章小结  190-191
  参考文献  191-192
第五章 结论与展望  192-195
  5.1 试验研究结论  192-193
    5.1.1 纳米炭黑环氧树脂复合材料的相关试验结论  192
    5.1.2 纳米炭黑/硅粉混凝土性能相关结论  192-193
    5.1.3 节点构件试验相关结论  193
  5.2 试验中需要改进的地方  193-195
致谢  195

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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