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1、中圖分類號(hào)：TU599論文編號(hào)：102870118-S145學(xué)科分類號(hào)：081402碩士學(xué)位論文摻石墨烯復(fù)相導(dǎo)電水泥基材料電-熱和機(jī)敏性研究研究生姓名陳敏學(xué)科、專業(yè)結(jié)構(gòu)工程研究方向混凝土結(jié)構(gòu)與性能指導(dǎo)教師高培偉教授南京航空航天大學(xué)研究生院航空宇航學(xué)院二О一八年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAerospaceEngineeringElectrothermalandSensitivePropertiesofMultiphaseConductiveCement-
2、basedMaterialswithGrapheneAThesisinConstructionEngineeringbyChenMinAdvisedbyProf.GaoPeiweiSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2018承諾書本人聲明所呈交的碩士學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得南京航空航天大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或
3、證書而使用過的材料。本人授權(quán)南京航空航天大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本承諾書）作者簽名：日期：2018.4.2南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要摻特定功能材料的水泥基材料可實(shí)現(xiàn)材料多功能化，彌補(bǔ)其功能單一、應(yīng)用領(lǐng)域窄的缺陷。而導(dǎo)電水泥基材料作為一種多功能材料可嵌入混凝土結(jié)構(gòu)中作為加熱元件用于道路融雪、建筑采暖、結(jié)構(gòu)智能監(jiān)測(cè)及電磁屏蔽等領(lǐng)域，并保持其結(jié)構(gòu)完整性。本文研究了復(fù)相導(dǎo)電水泥基材料的電-熱及機(jī)敏性能，具體研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下：通過正交試驗(yàn)研究了纖維CF、納米
4、材料CNT摻量、水灰比/纖維SF摻量對(duì)水泥凈漿/砂漿的物理、力學(xué)和導(dǎo)電性能影響，確定了最優(yōu)化配比；研究了聚合物對(duì)納米材料CNT水泥凈漿性能影響，確定最佳聚灰比為0.02；探討了納米材料GS及納米材料GN對(duì)復(fù)相水泥漿體性能的影響。研究了通電加熱及循環(huán)加熱條件下導(dǎo)電砂漿溫度、變形及電阻率變化，不同配比導(dǎo)電砂漿在60V電壓下通電2h后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，試件外表面最大增溫為11.9℃；導(dǎo)電砂漿變形率初期隨溫度增加接近直線增長(zhǎng)，后略降低；導(dǎo)電砂漿電阻率隨溫度先降后增，后趨于穩(wěn)定；循環(huán)變形曲線與溫度曲線較好地吻合，但后幾個(gè)周期的終端溫度略降低。研究了導(dǎo)電混凝土在循環(huán)荷載及受彎條件下的機(jī)
5、敏性，在循環(huán)荷載下，混凝土電阻率在每個(gè)循環(huán)內(nèi)的變化存在可逆性，不同周期的荷載-電阻率變化規(guī)律基本一致；摻0.5%纖維CF和1%納米材料CNT的導(dǎo)電混凝土受彎?rùn)C(jī)敏性較好，電阻變化率達(dá)到10.37%，且受彎過程中電阻變化率與應(yīng)變的變化系數(shù)均大于0.95，相關(guān)性較好。用ANSYS模擬分析了導(dǎo)電砂漿通電下的溫度場(chǎng)、位移及應(yīng)力-應(yīng)變情況，對(duì)比上表面中心線溫度試驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果，發(fā)現(xiàn)溫度分布規(guī)律大致相同，均為拋物線型，表明該分析方法可行；由加熱引起的第一主應(yīng)變數(shù)量級(jí)比由重力引起的大2級(jí)。本文的創(chuàng)新之處在于研究了導(dǎo)電砂漿通電加熱時(shí)的變形率，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)電砂漿的熱變形規(guī)律較為穩(wěn)定，并處于可逆
6、狀態(tài)。關(guān)鍵詞：導(dǎo)電材料，納米材料G，熱變形，機(jī)敏性能，溫度場(chǎng)模擬I復(fù)相導(dǎo)電水泥基材料電-熱和機(jī)敏性能研究II南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文ABSTRACTAddingspecificfunctionalmaterialsintocement-basedmaterialwillmakeitbemorefunctionalized,andmakeupforitsshortcomingsofasinglefunctionaswellasnarrowapplicationfield.Conductivecement-basedmaterialscanbeembeddedintoc
7、oncretestructuresasself-heatingelementsforroadsnowmelt,buildingheating,indoordehumidification,intelligentmonitoringandelectromagneticshielding,meanwhile,maintainingitsstructuralintegrity.Theelectrothermalandsmartpropertiesofmulti-phaseconductivecement-basedmaterialsarestu
