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《摻石墨烯復相導電水泥基材料電-熱和機敏性研究》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、中圖分類號:TU599論文編號:102870118-S145學科分類號:081402碩士學位論文摻石墨烯復相導電水泥基材料電-熱和機敏性研究研究生姓名陳敏學科、專業(yè)結(jié)構(gòu)工程研究方向混凝土結(jié)構(gòu)與性能指導教師高培偉教授南京航空航天大學研究生院航空宇航學院二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位論文是本人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特別加以標注和致謝的地方外,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或其他教育機構(gòu)的學位或
3、證書而使用過的材料。本人授權(quán)南京航空航天大學可以將學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索,可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存、匯編學位論文。(保密的學位論文在解密后適用本承諾書)作者簽名:日期:2018.4.2南京航空航天大學碩士學位論文摘要摻特定功能材料的水泥基材料可實現(xiàn)材料多功能化,彌補其功能單一、應用領域窄的缺陷。而導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)測及電磁屏蔽等領域,并保持其結(jié)構(gòu)完整性。本文研究了復相導電水泥基材料的電-熱及機敏性能,具體研究內(nèi)容和結(jié)論如下:通過正交試驗研究了纖維CF、納米
4、材料CNT摻量、水灰比/纖維SF摻量對水泥凈漿/砂漿的物理、力學和導電性能影響,確定了最優(yōu)化配比;研究了聚合物對納米材料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對復相水泥漿體性能的影響。研究了通電加熱及循環(huán)加熱條件下導電砂漿溫度、變形及電阻率變化,不同配比導電砂漿在60V電壓下通電2h后達到穩(wěn)定狀態(tài),試件外表面最大增溫為11.9℃;導電砂漿變形率初期隨溫度增加接近直線增長,后略降低;導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,但后幾個周期的終端溫度略降低。研究了導電混凝土在循環(huán)荷載及受彎條件下的機
5、敏性,在循環(huán)荷載下,混凝土電阻率在每個循環(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的導電混凝土受彎機敏性較好,電阻變化率達到10.37%,且受彎過程中電阻變化率與應變的變化系數(shù)均大于0.95,相關性較好。用ANSYS模擬分析了導電砂漿通電下的溫度場、位移及應力-應變情況,對比上表面中心線溫度試驗結(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變數(shù)量級比由重力引起的大2級。本文的創(chuàng)新之處在于研究了導電砂漿通電加熱時的變形率,發(fā)現(xiàn)導電砂漿的熱變形規(guī)律較為穩(wěn)定,并處于可逆
6、狀態(tài)。關鍵詞:導電材料,納米材料G,熱變形,機敏性能,溫度場模擬I復相導電水泥基材料電-熱和機敏性能研究II南京航空航天大學碩士學位論文ABSTRACTAddingspecificfunctionalmaterialsintocement-basedmaterialwillmakeitbemorefunctionalized,andmakeupforitsshortcomingsofasinglefunctionaswellasnarrowapplicationfield.Conductivecement-basedmaterialscanbeembeddedintoc
7、oncretestructuresasself-heatingelementsforroadsnowmelt,buildingheating,indoordehumidification,intelligentmonitoringandelectromagneticshielding,meanwhile,maintainingitsstructuralintegrity.Theelectrothermalandsmartpropertiesofmulti-phaseconductivecement-basedmaterialsarestu