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本文在制备了素水泥的基础上,利用电压循环加载的方法,拟合了复合材料在无电场影响下的电阻率,分析了灰砂比、电压加载次数及加入碳纤维对电阻率的影响,比较了电压加载和卸载时电阻率的不同。结果表明,灰砂比为1.5:1时电阻率相对较小;素水泥的电阻率随电压加载次数的增加而增加,直至内部水化达到平衡而保持不变;在电压加/卸载的同一次循环中,卸载时的电阻率高于加载时的电阻率;加入碳纤维后,碳纤维使电场对水泥电阻率的影响变弱。
本文还通过对所制备的碳纤维水泥基复合材料的测试,分析了纤维长度、含量及养护龄期对电阻率的影响。实验结果表明,复合材料的电阻率随纤维含量的升高而降低,在0.5vol%左右时出现突变。掺加的碳纤维长度增加,电阻率突变的幅度变小,随着养护时间的延长,复合材料的含水量降低,电阻率升高。
本文还对素水泥和碳纤维水泥基复合材料的温敏特性进行了研究。分析了素水泥、纤维长度、纤维含量对材料温敏性的影响。实验结果表明,随着温度的升高,素水泥的电阻率降低,呈现NTC效应,含量相同的情况下,低温时复合材料出现NTC效应,高温时碳纤维长度的增加,减弱了温度对复合材料电阻率的影响;碳纤维含量低时,复合材料表现为NTC效应,含量高时,先出现NTC效应,再出现PTC效应。
本文还应用有限元方法模拟了温度场中复合材料的温度分布情况,结果说明,传热从材料的中间开始,中间的传热速率高,在过渡区域的横断面上,材料的表面温度与内部温度的温度差在20℃左右。