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建筑工程在服役过程中,受到外部荷载的作用会产生损伤和承载力下降等问题,易引起突发性事故。因此,实时监测这些工程材料的损伤程度有很大价值。传统的监测方法主要有内置传感器,但该方法造价高、耐久性能差、对使用环境限制较多,阻碍和影响了该方法的建设应用。导电水泥基材料就是在水泥基材料中掺具有导电性的功能材料,通过在内部形成连续的导电网络,使其具备感应自身变形和损伤的功能,为实时监测结构内部损伤及使用状态提供了新的可能性。本文研究了导电水泥基材料的力-电及机敏性,具体研究内容及结论如下:研究了掺不同功能材料对水泥浆体、砂浆导电性能的影响。水泥浆体电阻率随功能材料掺量增大而减小,功能材料C水泥浆体渗流阈值约为1.0%,功能材料G水泥浆体渗流阈值约为10%,功能材料G替代功能材料C时,水泥浆体28d电阻率随替代比例的增大先减小再增大再减小再增大;改性导电水泥浆体的电阻率随聚灰比增大而增大,力学性能随聚灰比的增大先增大后减小;水泥砂浆中功能材料G替代功能材料C的最佳比例约为25%,改性导电水泥砂浆最佳聚灰比为0.02。研究了掺功能材料C和G混凝土的机敏性。混凝土试样在受压过程中随压力增大,试块的电阻率呈现下降、平衡和剧增三个阶段,反映混凝土内部结构缺陷裂纹闭合、裂纹产生和破坏;混凝土掺入聚合物后平衡阶段增长,说明掺聚合物可抑制混凝土新裂缝的产生;循环荷载下,在每个周期的加压阶段混凝土电阻率持续减小,卸载后电阻率增大,每个循环内的变化规律基本一致;掺0.75%功能材料C和2.5%功能材料G的导电混凝土受弯机敏性较好,电阻变化率达到8.60%。用ANSYS模拟掺功能材料导电混凝土的温度场分布,可知温度由中心位置向四周逐渐降低,中心位置温度高达47.36℃,边缘角点位置为41.72℃;对比试验结果与模拟结果,间接证明了该分析方法的适用性;模拟分析了导电混凝土在加热过程中的变形和应力应变,混凝土的变形主要是从中心位置呈环状向四周逐渐增大,最大变形出现在四个角点的位置,为0.13mm,最小变形位于上表面中心位置,为0.89×10-3mm。