功能混凝土性能研究

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发布时间：2021-09-16

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功能混凝土性能研究
赵晶，张长福，王岳华，李继野，王进京
(1．大连交通大学土木与安全工程学院。辽宁大连116028；
2．大连市建筑科学研究设计院股份有限公司。辽宁大连116028)
【摘要】通过将新型的纳米炭黑材料及碳纤维导电相材料按照一定比例单独以及混合掺加到混凝土里，
来研究这两种导电相材料对混凝土的工作性能、力学性能及对混凝土电阻率的影响及其规律。研究发现，纳米炭
黑(粒径17nm)作为一种新型的纳米级材料，在0．1％～0．2％质量掺量时能够很好的提高混凝土的抗压强度，对
混凝土的电阻率有一定的降低作用。碳纤维在达到一定掺量(大于质量分数0．8％)时，能够很好的提高混凝土的
抗折强度和降低混凝土的电阻率。
【关键词】功能混凝土；纳米炭黑；碳纤维；电阻率
【中图分类号】TU528．0 【文献标识码】 A 【文章编号】 1001—6864{2014)05—0007—03
EXPEIU 虹 NTAL RESEARCH oN THE FUNCTIoNAL CoNCRETE
ZHAO Jing ， ZHANG Chang—fu ， WANG Yue—hua2， LI Ji—ye ， WANG Jin-jing
(1．School of Civil and Safety Engi．，Dalian Jiaotong Univ．，Liaoning Dalian 1 16028，China；
2．Dalian Architectural Sc ience Research&Designing Institute Co．，Ltd．，
Liaoning Dalian 1 16028，China)
Abstract：Through the new nano carbon black and carbon fiber conductive material according to
certain proportion separately and mixed adding into the concrete，we study this two kinds of conductive
materials on the workability，mechanical properties of concrete and the efect on electrical resistivity of
concrete．The study f0und that，nano carbon black(Particle size of 17nm)as a new nano scale materi—
als。when 0．1％ to 0．2％ by mass content can well improve the compressive strength of concrete，the
resistivity of concrete was decreased；when car[}on fiber reaches a certain volume(greater than 山e mass
fraction 0．8％ )，Can well improve the flexural strength of concrete and reduce the resistivity of concrete．
Key words：functional concrete；nano carbon black；carbon fiber；volume resistivity
智能混凝土是在混凝土原有组分基础上复合智能型组
分，使混凝土材料具有自诊断、自调节、自修复等特性的多功
能材料。通常仅复合一种单一智能材料的混凝土只具备一种
功能，要想具备多种功能，就需要复合多种智能材料”J。
现在的研究表明，在混凝土里掺加一定量的碳纤维、钢
纤维等导电相材料能使混凝土的电阻率降低，改善混凝土
的导电性能。在此基础上，产生了裂缝自感应混凝土、融雪
化冰混凝土路面等功能型混凝土，在混凝土的探伤检测和
冬天公路除雪起到了一定的作用 j。
1 试验原材料
试验选用大连小野田水泥厂生产的华日牌P．042．5R
水泥；粉煤灰选用华能I级灰；细骨料选用级配较好的河
砂，其细度模数是2．73；粗骨料，选用当地质地坚硬级配良
好的碎石，其颗粒粒径为5—30mm；分散剂是天津市科密欧
化学试剂有限公司生产的羧甲基纤维素。
碳纤维：鞍山塞诺达碳纤维有限公司的生产的沥青基
碳纤维。纳米炭黑：淄博市淄博华光化工厂生产的纳米炭
黑，具体性能参数见表1。
表1 纳米炭黑性能参数
2 混凝土配合比及相关掺量
结合试验要求和材料特性，本试验设计的混凝土的强
度等级C40，混凝土配合比见表2。有一组素混凝土为对比
组，共15组，各导电相材料的质量掺量和体积掺量见表3。