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随着1991年日本学者发现碳纳米管后,其优良的宏观力学性能引起了广泛关注。目前研究混凝土的国内外学者对其产生了极大兴趣,主要聚焦于将碳纳米管作为增强相添加于水泥基材料中来达到提高水泥基材料性能的目的。从理论上来说,若碳纳米管能够恰好骑布在水泥基材料初始裂缝中,当裂缝有发展趋势时,骑布于裂缝中的碳纳米管刚好发挥其性能,阻止裂缝发展,这样就能达到提高水泥基材料性能的目的。 本文主要研究内容如下: 一、设计在标准养护下掺入碳纳米管水泥砂浆早期力学性能试验。通过对试验数据的分析,研究了水泥砂浆早期的宏观力学性能(抗折强度、抗压强度)的增长规律。 二、利用SEM扫描电镜技术,通过微观形貌差异比较,分析碳纳米管对掺入碳纳米管水泥砂浆早期宏观强度的影响。 三、通过对试件微观结构参数的测量与分析,研究碳纳米管掺入量对宏观力学性能的影响。 主要研究成果如下: (1)掺入适量的碳纳米管试件能促进水泥砂浆早期宏观力学性能,是因为MCNTs在水溶液分散效果较好,从而在水泥砂浆试件中分散均匀;当碳纳米管过量时,在水溶液中分散效果不理想,导致降低水泥砂浆试件宏观力学性能。 (2)根据掺入碳纳米管水泥砂浆试件微观结构的观测,碳纳米管增强水泥砂浆主要作用机制是桥连作用。当碳纳米管掺入量过多时,碳纳米管会聚集于水泥砂浆试件中,会降低水泥砂浆的宏观力学性能。 (3)碳纳米管的掺入量会对试件的孔隙率和平均孔径产生影响。相比于标准试件,当碳纳米管掺入量为0.18g、0.36g,孔隙率及平均孔径略低;相比于标准试件,当碳纳米管试件掺入量为0.54g、0.72g、0.90g,孔隙率及平均孔径越高。