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《钢筋应力应变测试复合材料力电性能的试验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、一、材料特性及制做工艺坏氧树脂和固化剂是由广州市东方化工实业有限公司生产的e-44环氧树脂和ep■型固化剂。纳米碳黑为山东淄博华光化工厂生产的hg-ip（黑色粉末），粒径为33nm,氮吸附比表面积为1056m2/g,比电阻为0.22o.cm复合树脂的制作过程：第一步，将长为200mm的巾14的光圆钢筋表面打磨光滑，用无水乙醉进行表血清理，干燥后，将其表面涂上一薄层坏氧树脂（加入50%固化剂搅拌均匀的树脂）约0.2-0.5mm,确保钢筋与复合树脂绝缘。并在钢筋表面贴上箔式应变片，型号为：bx120-3aa,浙江黄岩测试仪器厂，等固化一天。第二步，称取一定配比的坏氧树脂和固化剂
2、，搅拌均匀，加入稀释剂和增粘剂，搅拌儿分钟,再一点点儿的加入纳米碳黑，由于纳米碳黑质轻，易团聚，不易搅拌，加入时要分若干次加,每次确定已充分搅拌后，再加料。第三步，在钢筋中段长2.5cm的范围内涂上搅拌充分的复合树脂，厚度适当，取约1mm为宜。让后缠绕铜丝导线，四根，内侧两个相距1cm,外侧两个相距2cm,最后在复合树脂外层缠绕鴉料薄膜，待其固化。二、试验方法及过程复合树脂材料固化3天后测电阻极化曲线，固化7天时测压阻效应。试验中所采用的电阻测试方法为四电极法，电阻测最仪器为agilentco.ltd生产的hp34401a数字万用表。加载设备为sans公司生产的cm⑸05型
3、微机控制电子万能试验机。在测试加拉力Z前，先把试件的四个电极与万用表相接，并用数据线把万用表打计算机联通，然后测量零载吋的电组。当显示的测量电阻达到稳定时再进行压阻性试验。加拉力时以0.5mm/min的速度对试件进行轴向拉伸，并通过计算机实时采集电阻，拉力与应变。三、试验结果与分析作为机敏材料涂层，厚度是个不可忽视的因素，相同导电材料掺量搅拌均匀的复合树脂,不同的厚度电阻差别将很大，本文取b1组进行了研究，分三个厚度：0.5mm,1mm,1.5mm,每个厚度三个试件，复合树脂涂层的导电性能在相同的配合比吋，随着厚度的不同也有较大的差异，涂层比较薄时，电阻较人，随着涂层厚度的
4、增加，电阻逐渐减小，这是由于涂层内部导电路径随着厚度的变化而发生改变引起的，环氧树脂是一种热固性材料，本少是不导电的，在固化剂的作用下，形成空间聚合物结构，纳米碳黑的加入，由于纳米材料的导电性,使聚合物的电导能力增大，同样配合比的复合树脂，内部的导电通道随着厚度的增加而增多,减少而减少，这是电阻随厚度的减小而递增的原因。考虑使用过程中的问题，如果树脂涂层太厚，不容易涂抹均匀，用到结构中后引起的缺陷较人，应力集屮严重。取约1mm的厚度为宜。环氧树脂的性质很人程度上与固化剂有关，固化剂的掺最的多少，对复合树脂的电阻值有很大的影响，同时也会影响到复合树脂的渗流曲线，固化剂占坏氧树
5、脂的百分比分别为：25%,50%,75%O随着固化剂的含量的减少，电阻整体下降明显，特别是纳米掺量比较低时，电阻值显数量级低减，随着纳米碳黑掺竝的增加，这种差异性越来越小，因为随着纳米材料的增多，内部导电通导的密度增大，固化剂的增多或减少只改变内部电路的相对数量,对导电通路的影响减小。复合树脂涂层的压阻效应试验屮取固化剂含最分别为25%和50%的两组来进行。纳米含量为15%的复合树脂的压阻效应很差，取20%,22.5%,25%,27.5%来研究其机敏性。采用循环加载，最人加载值分别取30kn、40kno每个等级加载五个循坏。钢筋为hpb235钢筋，直径为14mm,可以计算得
6、其屈服强度fy=32.31kno加载跨弹性、塑性两个阶段。「0为初始相对稳定电阻值,试验得到两纟R复合树脂七天时的压阻曲线图。第一组，固化剂与环氧树脂Z比为0.25：1,从四个不同纳米百分比的复合树脂涂层的机敏特性曲线图屮，我们可以看到，在等幅荷载的循环作用下，复合树脂的压阻曲线和应力应变曲线Z间存在良好的映射关系，随着钢筋应力的增大，电阻变化率近似线性变化，在四个不同百分比纳米掺量的复合树脂中，纳米微粒含量为20%和22.5%的两组曲线比25%和27.5%的两组I1D线线性变化更明显些。随着纳米碳黑含最的增加，电阻变化率的线性变化稍差。第二组，固化剂与环氧树脂Z比为0.5
7、：1,从四个不同纳米百分比构件的压阻性测试结果曲线图中，我们可以看出，本组中纳米微粒含量为20%的复合树脂机皱性变得不稳定,在循环加载的过程中，电阻变化率曲线开始出现有较大的非线性，22.5%组仍然表现出良好的线性映射关系，25%、27.5%纽随着循坏加卸载电阻率Illi线表现也不太稳定，线性映射关系变差。四、结论1•随着环氧与固化剂比例的调幣，电阻显规律性的变化，固化剂的含最越人，相同纳米碳黑掺量的复合树脂电阻就越大，复合树脂的电阻随固化剂的减少而减小，当环氧树脂与固化剂的比例固定吋，电阻的变化随纳米碳黑的掺量的
