混凝土柱中石墨水泥砂浆试块的压阻特性研究

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1、混凝土柱中石墨水泥砂浆试块的压阻特性研究／范晓明等·69·混凝土柱中石墨水泥砂浆试块的压阻特性研究范晓明，方东，李卓球，孙明清(1武汉理工大学材料科学与工程学院，武汉430070；2武汉理工大学理学院，武汉430070)摘要将石墨水泥砂浆(GCC)试块(40mmX40minx40mm)预埋混凝土柱(1OOmm×lOOmm~300mm)中，利用四电极法研究了其在混凝土柱受到不同幅值循环荷载和单调加载作用下的压阻特性。研究结果表明，GCC试块体积电阻的变化率与混凝土柱的受力状态呈现良好的对应关系。关键词石墨水泥砂浆压阻特性智能结构混凝土Studyonth

2、ePiezoresistivityofGraphiteCementMortarBlockEmbeddedinConcreteColumnFANXiaoming，FANGDong，LIZhuoqiu。，SUNMingqing(1SchoolofMaterialsScienceandEngineering，WuhanUniversityofTechnology，Wuhan430070；2SchoolofScience，WuhanUniversityofTechnology，Wuhan430070)AbstractThepiezoresistivityof

3、graphitecement-basedeomposites(GCC)block(40mm×40mmX40mm)em—beddedintheconcretecolumn(1OOmmX100mm×300ram)whichiSsubiecttOdifferentamplitudesofcyclicloadingandmonotonicloadingarestudiedbyfour-electrodemethod，andthefeasibilityusingGCCblocktOmonitorstressandstrainstateofconcretecol

4、umnisalsodiscussed．Theresultsshowthatthereisgoodcorrespondingrelationshipbe—tweenthevolumeresistancechangerateofGCCblockandthecompressivestressofconcretecolumn．Keywordsgraphitecementmortar，piezoresistivity，smartstructure，concrete水泥基导电复合材料具备本征自感知功能[1]，其压阻0．154~0．315ram)、鳞片石墨(石墨纯

5、度大于等于97，颗粒特性是实现土木工程健康监测功能的基础。目前，水泥基压度小于等于0．071mm)、自来水和CCCW材料的KIM水泥阻复合材料一般以碳纤维为主，其性能和应用形式已得到了添加剂。灰砂比(质量比)为1：1，水灰比(水与水泥+石墨较为系统的研究[3]。由于碳纤维价格昂贵，导致碳纤维水的质量比)为0．42。KIM和石墨的加入量分别为水泥质量泥基复合材料造价较高，同时又由于存在骨料，使得在现有分数的4和30。先按比例称取各组分，将水泥、KIM、石制备工艺下获得的压敏性其重复性和稳定性不够理想，此外墨与砂进行干拌后，倒入砂浆搅拌机搅拌，并逐步加入

6、拌合钢筋等导电体也给碳纤维混凝土结构的电阻测量带来许多水。待均匀后，放人金属模具中，并在振动台上震实2min，置问题l_7]。欧进萍等E]提出了一种碳纤维水泥基复合材料新于室内，1天后脱模，标准养护28天。然后磨平试块表面，并型的应用形式，即应用碳纤维水泥石制作嵌入式压敏传感用无水乙醇将其洗净，晾干。用银粉导电胶在试块表面制成器，这样既降低了造价又可通过工艺的精细化而解决制备问4个电极，采用四电极法测试石墨水泥砂浆试块的电阻。外题。侧2个电极由KEITHLEY直流稳压电源作为恒流源，内侧石墨水泥基复合材料(GCC)的电学性能和自感知特性2个电极连接2

7、700多通道数据自动采集处理系统记录电压的研究结果[93表明，内掺CCCW的石墨水泥砂浆试样具有良值。中间2个电极间的体积电阻R—VII，电阻率为ID—好的压阻性能。为了解GCC试块在多轴变形状态下的压电R·S／L，其中S=40mmX40mm，L=20mm。电阻性能，为其工程应用提供参考依据，研究了预埋混凝土1．2内嵌GCC试块混凝土柱的制备柱中的GCC试块在混凝土柱受到不同幅值的循环荷载和单混凝土柱为100mmX100mm×300mm的棱柱体，强度调荷载时的压阻特性。等级取C30，材料及用量为：42．5普通硅酸盐水泥427kg／m3，中砂626kg

8、／ma，石子l163kg／ma，水169．0kg／ma。混凝1试验土的搅拌浇注过程和设备与一般混凝土相同，2