碳纤维水泥基复合材料压敏性受到多方面因素的影响,其压敏性机理是非常复杂的。碳纤维水泥基复合材料界面是碳纤维与水泥基体间传递应力和其它信息的桥梁,界面性能直接影响着复合材料的综合性能,对材料的压敏性起重要作用。在国家自然科学基金项目(项目编号:10672128)的资助下,本文对碳纤维水泥基复合材料压敏性的国内外研究现状进行了全面评述。在现有的研究基础上,从碳纤维水泥基复合材料的界面性能出发,研究碳纤维的表面处理对材料压敏性的影响,研究碳纤维水泥基复合材料界面性能对材料压敏性的影响及作用机理。具体工作及研究成果如下:(1)研究了不同的碳纤维表面处理对碳纤维水泥基复合材料压敏性的影响及机理。未经表面处理的碳纤维—水泥基体粘结强度低,容易脱粘。经表面处理的纤维表面的各种含氧极性基团增加,有利于化学键的形成,提高界面的粘结强度和韧性,从而提高了材料压敏性可靠性与重复性,但灵敏度有一定程度降低。(2)通过连续碳纤维长丝拉伸实验和单丝拔出实验研究了碳纤维水泥基复合材料压敏性机理。在碳纤维拔出过程中,随着拉伸位移的增加,试样电阻随之增大。当纤维拔动时,界面力达到极值,试样电阻迅速增大。分析实验结果可知,碳纤维拔出过程中试样电阻的变化主要是由碳纤维—水泥基体界面因素引起的。(3)研究了在等幅循环和增幅循环载荷作用下碳纤维水泥基复合材料电阻的变化规律。结果表明:试样电阻变化规律与界面结构变化一致。在界面应力的作用下,碳纤维—水泥基体会发生脱粘和弹性变形,弹性变形导致的电阻变化可逆,而由脱粘造成的电阻变化是不可逆的。(4)建立了基于界面效应的碳纤维水泥基体复合材料压敏性模型。根据剪滞理论提出了碳纤维水泥基复合材料单丝拉伸力学计算模型,结合实验分析所得界面应变与电阻变化之间的关系,提出基于界面效应微单元电阻模型。该模型有效地解释了界面应变、碳纤维掺量以及含水量对材料压敏性的影响。