在自密实混凝土配合比的基础上 ，制备不同掺量纳米碳纤维混凝土，并采用 自行设计的数据采集 系统研究了各混凝土试件的压敏性能。结果表明：采用普通制作工艺和 自密实混凝土技术，可使纳米碳纤维均匀 分散在混凝土材料中，当掺入胶凝材料体积 0．8％ ～I．0％的纳米碳纤维掺量时可制备出压敏性优良的智能混凝 土材料 。【关键词】 智能混凝土；压敏效应；纳米碳纤维；自密实混凝土 【中图分类号】 TU528．53 【文献标识码】 A 【文章编号】 1001-6864{2015)Ol一0010—03 RESEARCH oN M ANUFACTUItE AND P皿 ZoRESIsTI、 EFFECT oF CARBoN NANOFⅡIER CoNCRETE JIANGShan，GAOXiao-jian，YAO Bin (SchoolofCivilEngi．，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150006，China) Abstract：Concretespecimenswerepreparedby adding diferentdosagesofcarbon nanofiberin the mixtureofself-compactingconcrete． Thepeizoresistive effectofsuch concrete specimenswereevaluated byusingaself-setupdataacquiringsystem．Th eresultsshow thatcarbonnanofibercanbewelldispersed in concretewith the traditionalmanufacture processwhen themi~ng prorportion ofself-compactingcon— crete isadopted． And smart concrete materialwith excellentpiezoresistive efectcan be prepared by adding0．8 to 1．0 percentofcarbo n nanofiberbyvolumeoftotalbinder． Key words：smart concrete；peizoresistiveefect；carbonnanofiber；self-compacting concrete 近年来 ，结构健 康监测技术 已经发展 成 为保证重 大混凝 土工程安全 运行 ，掌握结 构服役 状态甚 至为 既 有结构 的维修加 固提供科学依 据 的关键技 术方 法…。 为了保证监测传感 器与混凝 土结构 同寿命 ，国 内外研 究者先后提 出在水 泥净浆 、砂 浆或混凝 土 中掺入各 种 碳材料制备具 有典型压敏效 应的水 泥基传 感器 ，并 已 取得 大量研究 成果 。最早 用于水 泥基材 料 中的碳 材料 主要是 各种短切碳纤 维 ，由于碳 纤维 与水泥基 体 的温度膨胀 系数相差很 大 ，当温度变 化时 可能会 造成 纤维 与基体 的 界面 粘结 力下 降甚 至脱 粘 。碳纳 米 管是 近几年出现的一种新 兴材料 ，将 其掺入 水 泥基复 合材 料 中可以明显改善 材料 的力学 性能 和导 电性能 ， 是制备水泥基传感器 的较理想材 料 ，但 其主要 存在 的问题是价格极其 昂贵并且在混凝土中分散困难。 纳米碳纤 维是介 于 碳纳 米管 与普 通短 切 碳纤 维 之间的一种新型碳材料 ，其直径约为 50—200nm，长度 为 0．5～100~m，其导 电性能 明显优 于普 通碳 纤维 ，甚 至与碳纳米管接近 ，而其造价远 低于 碳纳米 管。美 国 休斯顿大学 Mo教授 研究 发现 ，掺适 量纳 米碳纤 维不 但使混凝土具有优 良的压敏特性，还可以改善其力学 性能 ，可见采用纳米 碳纤维 制备智能 混凝土 材料具 有更大 的优势 。因此 ，文 中通过 采用 自密实混凝 土技 术解决纳米碳纤维 的分散 问题 ，并对不 同掺量 纳米碳 纤维混凝土 的压敏 特性进 行试验研究 ，为其推 广应 用 奠定 了基础 。 1 实验部分 1．1 原材料 水泥用亚泰集团哈水泥厂生产的天鹅牌P·042．5水 泥，粉煤灰为哈尔滨市第三发 电厂生产的 I级粉煤 灰 。 细集料采 用松花江江砂 ，细度模数为 2．67，属 I类 Ⅱ级 配区中砂 ；粗集 料采用哈尔滨市阿城 区产 5—20mm连 续级配的碎石 ，堆积空隙率小于 40％ ，碎石质地 坚硬 、 表面粗糙 ，各项指标 均符 合 国家标 准 中 I类 骨料 的要 求。为了改善混凝土流动性 ，保证纤 维的分散性能 ，采 用哈工大强石集 团生产 的 聚羧酸 高性能 减水剂 ，外观 为茶色微 乳状溶液 ，推荐掺量 为 1．0％左右 ，减水 率可

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