碳纤维水泥基复合材料导电特性及其应用研究（可复制毕业论文）.pdf

摘要混凝土结构在使用过程中由于自然环境和损伤累计等因素的影响使得其结构材料劣化,使用功能降低,这严重地影响其使用寿命,使得混凝土结构的安全性、耐久性和适用性降低。对新建和已有混凝土结构进行安全检测是对结构可靠性进行监控的行之有效的办法。碳纤维水泥基复合材料是一种具有自检测能力的智能材料,是一项新型、低成本和应用前景广阔的混凝土结构检测材料。该技术出现的十几年来愈来愈引起国内外学者的重视,其应用研究领域正在不断扩展。本文结合国家自然科学基金重点项目:混凝土结构裂缝的形成与发展机理及控制技术研究对碳纤维水泥基复合材料导电性能的影响因素及其对结构的检测性能进行了深入的研究,主要研究内容包括:莼炷恋姆窍叩孕灾省⑾宋瞬坑α陀捎谖露缺浠奈露扔αΧ剪应力及纤维正应力的影响,对短纤维增强混凝土应力传递的剪滞理论进行改进。结合碳纤维增强混凝土分析了混凝土应变、纤维端部正应力系数和温度差对应力传递的影响。认为在混凝土弹性阶段剪应力和纤维正应力受应交影响较小,塑性阶段应变对应力传递影响较大;纤维端部应力系数对剪应力和纤维正应力表现为线性影响;剪应力与温度变化呈同方向变化,但纤维正应力不受温度影响。菀延械乃嗷春喜牧系缱璧牟馐跃椋攵越峁故匝楹凸こ淌导时疚母据课题的具体安排研制开发水泥基复合材料电阻检测设备,其即克服了有电极检测中现有检测设备复杂、成本高的缺点,又克服了无电极检测中电磁感应设备容易受到干扰、漏磁和只适用于材料试验的缺点。试验证明,作者研发的试验设各可以很好的应用于材料特性试验、三点弯曲梁试验和Ⅱ型断裂试验等研究中,并且可以获得电阻与材料和力学参数较好的对应关系。弥绷魉ǖ缂ǚㄑ芯苛颂枷宋敖吞枷宋炷恋牡嫉缧阅苡肫淞淦谥的关系。为了模拟材料受载产生裂缝情况在材料内部设置人为绝缘,研究了在不同龄期碳纤维砂浆和碳纤维混凝土试件导电性能受其内部绝缘部分的面积、位置和数量影响的程度。结果表明,碳纤维砂浆的导电性能随龄期有显著的变化,并呈现关系,绝缘的数量对其导电性能无显著影响,但是绝缘位置越靠近电极其导电性能越强;碳纤维混凝土的导电性能随龄期有显著的变化,并呈现高斯曲线关系,绝缘片只有在某一对最佳截面上其导电性能才能达到最佳状态,在同一截面、龄期和绝缘面积下绝缘片的数量越多其导电性能越强。从灰关联分析的数据来看,对于碳纤维砂浆所考察因素对其导电性能影响由强到弱的顺序为:龄期、绝缘位置、绝缘数量、绝缘面积:对于碳纤维混凝土所考察因素对其导电性能影响由强到弱的顺序为:龄期、绝缘数量、绝缘位置、绝缘面积。龄期是影响碳纤维砂浆和碳纤维混凝土导电特性的决定因素。捎孟宋炷梁拖宋敖瑂街址椒ǎ锰枷宋炷梁吞枷宋敖的导电特性捕捉到了三点弯曲梁试件的起裂荷载。引入双狭炎荚蚣扑懔颂枷宋炷土的起裂韧度岸嚣和失稳韧度量:,电阻变化率与荷载、跨中挠度和裂缝口张开位移的关系能较好的符合洛仑兹曲线的关系,该关系可以反映试件在峰值荷载前的弹性变形阶段、裂缝稳定开展阶段和裂缝失稳开展阶段。锰枷宋炷恋牡嫉缣匦远杂邢蘅砹蕉饲锌诎氡呤芰κ约亩狭研阅芙考察。结果表明,碳纤维混凝土的导电性能随荷载和位移有显著的变化;碳纤维混凝土的导电特性可以被用来确定该型试件的#徊⑶以诜逯岛稍厍暗牡缱璞浠是呖梢明显的表征出试件在试验过程中的弹性变形阶段、裂缝稳定开展阶段和裂缝失稳开展阶大连理笱Р┦垦宦畚
?朔从屑煺〗峁箍煽啃苑椒ǖ母叱杀竞筒僮鞲丛拥娜钡悖嘞宋嗷合材料的导电特性引入到三点弯曲梁的可靠性计算中,并且分析其承载能力和位移可靠瞧罄标写毫疆交纯率之溺豹关系。结莱表瑟三煮窍篷梁鹣两牵挚可靠度捂梅蓬着奄疆交恁率的增加而减小服从洛伦兹曲线关系,并且曲线的参数襁荷载与挠度的标准差与均值比傻变化鹣憾沉下怒稳定静。嚣有戆结果袭骥碳纾维承泥纂复会材料豹导呶特蛙哥戳较努地被用来脏钡阃淝坏乃鹕撕涂煽磕е副甑谋浠媛伞T谒咝阅P偷幕∩咸岢了基于挠度变量的损伤模型,分析三点弯曲梁的损伤状况,剥用灰预测理论预测了三点弯噩垂粱酌损伤发释,结栗衰弱该模垄能够较好豹发皎三熹弯蘧粱静损伤,并且预测静误关键词:碳纤维水泥基复合材料;剪滞理论;断裂;电磁理论:可靠度;无损检测段。麓较小可信度较商。簸纤维隶藏萋复合秘料导电耨性及萁缴翅研究
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