碳纤维-石墨复合水泥基导电材料性能的试验研究

在石墨水泥基材料中掺入低电阻率、具有阻裂功能的短切碳纤维可以提高材料导电性能和力学性能。通过试验研究了测试电压、纤维掺量及龄期等对材料电阻率的影响,同时研究了碳纤维掺入对力学性能的影响。结果表明碳纤维掺入可以改善复合材料的导电性能和力学性能。     

碳系导电材料对水泥净浆导电性能及微观机理的影响

研究了石墨、炭黑替代碳纤维对水泥净浆电阻率的影响,并通过SEM对其导电机理进行了微观分析.结果表明,石墨、炭黑分别替代10％、25％、40％、50％和60％的碳纤维时,水泥净浆的电阻率呈现波浪式变化,石墨最优替代比例约为40％,炭黑的最优替代比例为25％～40％;碳纤维掺量为1.0％时,碳纤维在水泥基材料中相互搭接形成良好的导电网络;石墨、炭黑适量替代碳纤维,可改善水泥净浆的导电性能,且碳系导电材料自身没有发生变化.     

碳纤维混凝土的交流阻抗性能研究

随着水泥基材料的发展,人们对水泥基材料提出了更新的要求,其中水泥基导电复合材料的研究引起了广泛的兴趣.制备水泥基导电复合材料的方法是在水泥基材料中掺入各种导电组分,目前较常用的是掺人碳纤维,它可以大幅度提高水泥基复合材料电导率.本文通过对碳纤维混凝土的交流阻抗特性分析,研究了其内部微结构与电导性能的关系.     

石墨和碳纤维对混凝土导电性能的影响及机理分析

采用石墨和碳纤维作为导电相材料制备了导电混凝土,研究了导电相材料的掺量和掺入方式、水胶比、养护龄期以及施加电压对导电混凝土导电性能的影响。结果表明：单掺时,随着石墨或碳纤维掺量的增加,试件的电阻率降低,导电性能提高;复掺石墨与碳纤维试件的电阻率比单掺石墨或碳纤维的试件更低,导电性能更好,最佳复掺比例为石墨6%+碳纤维1.0%;试件的电阻率随着水胶比、施加电压的增加而减小,随着养护龄期的增加而增大;与单掺组试件相比,复掺组试件的电阻率受水胶比、施加电压和养护龄期的影响相对较小。     

HPMC分散碳纤维的水泥砂浆电学性能研究

采用HPMC(羟丙基甲基纤维素)分散碳纤维,利用四电极法研究了内掺CCCW(水泥基渗透结品防水材料)的碳纤维石墨水泥砂浆试样水化期间和固化后的导电特性及在压缩循环荷载作用下的压阻特性.结果表明:随着固化龄期的增加,碳纤维石墨砂浆试样的电阻值逐渐增加,并且逐步趋于稳定.石墨掺入量越大,试样电阻达到稳定值所需的养护时间越短,试样的体积电阻率随石墨掺量的增加而下降.此外,在循环荷载作用下,石墨掺量为水泥质量分数的25%时,碳纤维石墨砂浆试样的体积电阻牢与压应力之间呈现良好的对应关系,电阻值在应力加载时几乎以线性下降,而卸载时增加.羟丙基甲基纤维素(HPMC)可以代替羧甲基纤维素(CMC)分散短切碳纤维以提高材料的耐霉性.     

碳纤维—硫铝酸盐水泥复合材料的制备及其性能研究

本文以硫铝酸盐水泥为基体材料,以改性后的碳纤维为功能导电组分,采用浇筑成型制备出碳纤维—水泥基导电复合材料,并对该种材料的力电性能进行了研究。扫描电子显微镜分析发现,改性后的碳纤维表面纤维层部分被腐蚀,并在表面出现了凹坑。能谱分析发现,改性后碳纤维表面成分中多了钾、钠、钙等元素。该复合材料的抗压强度随碳纤维的掺入量增加而增加。当掺入量为0.6%时,强度达到最大值。试样的电阻率随碳纤维掺入量增加而逐渐降低,当掺入量达到0.8%时,其电阻率达到最小值。其中,重铬酸钾改性后碳纤维的性能优于高锰酸钾改性后碳纤维的性能。     

功能材料替代碳纤维对水泥净浆电阻率的影响

研究了碳纤维掺量、长度对水泥净浆电阻率的影响,并探讨了功能材料替代碳纤维水泥净浆电阻率的变化.试验结果表明:随着纤维掺量的增加,水泥净浆的电阻率下降,并存在导电渗流现象,渗流阈值在1.0％左右;碳纤维掺量一定时,在3～9mm范围内水泥净浆的电阻率随着纤维长度的增加而降低;功能材料(石墨、炭黑)分别替代10％、25％、40％、50％和60％时,电阻率呈现先减小再增大,再减小再增大的趋势;石墨最优替代比例在40％左右,石墨和炭黑在25％到40％之间,炭黑在40％左右.     

碳纤维水泥基复合材料电阻特性的研究

研究了碳纤维水泥基复合材料的电阻特性,结果表明,碳纤维水泥基复合材料电阻率随着碳纤维体积分数的提高而下降;碳纤维掺入量存在一个饱和点,超过此饱和点,碳纤维水泥基复合材料的电阻率变化趋于稳定;碳纤维水泥基复合材料电阻率随加载频率的增大而降低.碳纤维水泥基复合材料的电学特性可以用电渗透原理解释,并由扫描电镜试验结果得到验证.     

石墨-水泥灌浆材料导电性能的试验研究

石墨-水泥灌浆材料采用低价的工业石墨粉作为导电材料,兼有导电材料的导电特性和灌浆材料高流动性的特点,适合材料用量较大的防雷接地工程.通过试验研究了石墨-水泥灌浆材料的导电规律和试件质量.试验发现,材料电阻率随石墨掺量的增加而变小,随龄期增长而变大,石墨掺量大的试件极易开裂,工业石墨粉对水泥基材料电阻率的降低效果不明显.石墨掺量过高、过低的试件电阻率离散性较大,试件质量不易控制.     

导电沥青混凝土的导电机理研究

在普通沥青混凝土中掺入导电相材料,可以制备出导电性能优良,用于路面融雪除冰的沥青路面材料。以不同导电相(石墨、碳纤维、炭黑)作为导电材料,以沥青混合料为基体,配置导电沥青混凝土路面材料,研究其导电机理。试验研究表明导电沥青混凝土的电阻率随着导电相材料种类以及掺量的不同而变化,可以用于融化路面冰雪,有效地抵制冰雪灾害对于交通运输的不利影响。     

石墨水泥砂浆注浆钢纤维混凝土导电性能研究

利用钢纤维和石墨为导电相,采用渗浇工艺成功配制出水泥基导电复合材料,即石墨水泥砂浆注浆钢纤维混凝土(graphite slurry infiltrated fiber concrete,简称GSIF-CON).试验研究了石墨和钢纤维掺量对GSIFCON电阻率的影响规律.试验结果表明,石墨及钢纤维掺量对GSIFCON电阻率的影响明显,并均存在渗滤阈值.当石墨和钢纤维掺量达渗滤阈值时,可使GSIFCON的电阻率降低约100倍.通过对SIFCON(slurry infil-trated fiber concrete)和GSIFCON两种复合材料的电阻率变化机理进行分析,提出了SIFCON和GSIFCON导电机理模型.     

钢纤维水泥基材料的导电机理和水化特性

本文通过钢纤维水泥基早期电阻率的发展特点阐明了钢纤维水泥基水化特征和复合导电的机制,钢纤维水泥基材料导电机理是液相离子导电和钢纤维电子导电的综合表现,两者的贡献主要受基体电阻率和钢纤维掺量的影响,其数学模型与Fan方程相近,为导电混凝土的配合比设计奠定了理论基础.基体电阻率受孔隙率及孔中液相饱和程度的影响;钢纤维掺量降低水泥基复合材料电阻率的规律符合抛物线下降的趋势.液相电解质分析表明氢氧根离子对离子导电的贡献较大.     

玻璃纤维增强水泥基复合材料耐水性能的研究

文章研究了掺加外加剂和聚合物乳液对玻璃纤维增强水泥基复合材料耐水性能的影响。通过分析实验数据,发现同时掺加适量的外加剂A和聚合物乳液K,可以显著提高玻璃纤维增强水泥基复合材料的耐水性能。     

导电碳纤维混凝土性能的试验研究

在防雷接地工程中采用低电阻率的导电材料有助于降低接地电阻值,改善防雷效果。采用试验研究了碳纤维掺量、龄期等对混凝土电阻率和力学性能的影响,用统计方法分析了渗滤现象。试验结果表明:材料的电阻率随着碳纤维掺量的增加而降低,随龄期增长而增长,电阻率最低可达Ω.m级,碳纤维掺量的上渗滤阈值在0.3%左右,下渗滤阈值在0.5%左右。碳纤维的掺入可以降低混凝土立方体抗压强度,但可以提高劈裂抗拉强度。     

碳纤维水泥基复合材料导热系数的研究

研究了碳纤维含量对水泥基复合材料导热系数的影响.试验结果表明:由于碳纤维加入水泥基材料中的同时也引入了气泡,导热系数随着碳纤维含量的增加而降低,碳纤维含量小于1.0%时,下降的幅度较大;含量大于1.0%时,下降的幅度变缓.通过对试验数据拟合得到了导热系数随碳纤维含量变化的函数关系.     

水泥基导电复合材料的电热特性

测试了石墨导电水泥和碳纤维－石墨导电水泥的相关性能，发现它具有表面温度低，抗过电压和过电流能力强，性能稳定，耐久性好等优点，适合用作暖房地面等电热器材料。     

导电砂浆及其性能稳定性研究

利用单因素实验与正交实验研究了焦炭末、碳纤维及氯化镁对导电砂浆电阻率和结构的影响。实验结果表明,砂浆电阻率随焦炭末、碳纤维及氯化镁加量的增大而减小。采用导电物质碳纤维为0.5%,焦炭末为14%,氯化镁为3%的优选配比,电阻率能达到75Ω.cm,通电发热对导电砂浆的力学性能及内部结构没有影响。     

纳米碳纤维水泥基材料的电容抗效应

研究了烘干与氯盐溶液浸泡条件下不同掺量纳米碳纤维导电水泥基材料的电容抗效应,主要考虑交流电频率、纳米碳纤维掺和电极安装方式的影响。结果表明:在干燥状态下,导电水泥石电容值随着纳米碳纤维掺量的提高而增大,随着交流电频率的增大而下降。当碳纳米纤维掺量低于2.5%时,浸泡氯化钠溶液使导电水泥石的电容显著增加,粘贴式电极的电容值大于埋入式电极试件;当纤维掺量高于2.5%时,浸泡氯化钠溶液和电极安装方式对电容值的影响不大。