碳纤维水泥基材料的机敏特性研究

陈兵¹，吴科如¹，姚武¹

(1.同济大学,混凝土材料研究国家重点实验室,上海,200092)

摘要:水泥基材料是一种高电阻率的惰性材料,通过掺入一定体积含量(0.2 vol%～1.2 vol%)的短切碳纤维,可显著提高其电导率.本文作者研究了碳纤维水泥基材料表观电导特性与其内部微观结构的关系,探讨了电阻率的变化与材料所受外部荷载的关联性.结果表明碳纤维水泥基材料具有实时诊断内部损伤的机敏性:当水泥基材料内部裂纹产生或扩展时,表现为材料电阻率上升;而当水泥基材料内部裂纹闭合时,其电阻率下降.碳纤维水泥基材料的电阻变化与所受荷载呈良好的线形关系;而不含碳纤维的普通水泥基材料在整个受荷过程中,其电导特性则无明显变化.碳纤维水泥基材料电导特性的变化反映了水泥基材料内部损伤状况丰富的信息,根据这一特性可以及时预报水泥基材料内部潜在的损伤状况,有效地防止灾难性的破坏.

关键词:碳纤维; 水泥基材料; 电阻率; 损伤;

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