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1、28侯作富等:碳纤维水泥基复合材料研究中存在的若干问题探讨电工材料2007No.2碳纤维水泥基复合材料研究中存在的若干问题探讨122侯作富,李卓球,王建军(1.长江大学机械工程学院,荆州434023;2.武汉理工大学理学院,武汉430070)摘要:碳纤维水泥基复合材料的研究方兴未艾。本文结合近年来对碳纤维水泥基复合材料的研究,对电阻(率)测试方法、渗滤阈值、物理性能、电性能的稳定性等方面进行了探讨,得到了一些相关结论,旨在为碳纤维水泥基复合材料的后续研究提供一定参考。关键词:碳纤维;水泥基复合材料;电阻率;渗滤阈值中图分类号:TM201.44
2、文献标志码:A文章编号:1671-8887(2007)02-0028-05DiscussiononSeveralProblemsintheStudyofCarbonFiberCement_basedComposites122HOUZuo_fu,LIZhuo_qiu,WANGJian_jun(1.DepartmentofMechanicalEngineering,YangtzeUniversity,Jingzhou434023;2.Schoolofscience,WuhanUniversityofTechnology,Wuhan430070)A
3、bstract:Thestudyofcarbonfibercement_basedcompositesisintheascendantnowadays.Consideringtherecentstudyofthecarbonfibercement_basedcomposites,theauthordiscussesseveralproblemsincludingthemethodstomeasuretheelectricalresistance(resistivity),therangeofthepercolationthreshold,th
4、emechanicalpropertiesandthestabilityoftheelectricalproperties.Someresultsareobtainedandthesewillplayanin-structionroleinthefurtherstudyofcarbonfibercement_basedcomposites.Keywords:carbonfiber;cement_basedcomposites;electricalresistivity;percolationthreshold1引言还存在一些问题。本文在总结相
5、关研究成果的基础将一定量的碳纤维加入到水泥净浆、砂浆或混上,结合笔者近年来对碳纤维水泥基复合材料的研凝土中,可制成具有多种功能的水泥基复合材料,可究,对材料的电阻(率)测试方法、渗滤阈值、物理性[1][2]应用于:¹非破损的自诊断和运动车辆的导航;能及电性能的稳定性等进行了探讨。[3]º对交通进行监控和运动车辆进行称重;»热阻[4][5]器;¼利用热电功能进行温度自适应;½对混2电阻(率)测试方法[6]凝土的裂缝、钢筋锈蚀进行在线监测;¾利用其在制备的碳纤维水泥基复合材料中,如果要应[7]导电性进行钢筋的阴极保护;¿在特殊地方进行用其导电性,
6、必须制作电极。不管电极是埋入混凝[8][9,10]电磁屏蔽及融雪化冰等。有关这方面的研究土中还是贴在混凝土试样的外侧,在电极上将不可方兴未艾。但是在碳纤维水泥基复合材料的研究中避免地出现电化学反应。在自然条件下电化学反应过程非常缓慢,但在外加电场下,在混凝土内部将发基金项目:湖北省教育厅(A类)重点项目(D200512004);中国博生物理极化现象。它通常发生在电介质材料受电场士后科学基金资助项目(2005037668)作用时,有4种基本类型:¹电子位移极化;º离子作者简介:侯作富(1968-),男,副教授,博士后,从事力学和智能混凝土的研究
7、和教学,(电子信箱)Zfhou@126.com。位移极化;»转向极化;¼空间电荷极化。前两类极收稿日期:2006-10-25化不产生能量消耗,转向极化随着能量发生损耗,但电工材料2007No.2侯作富等:碳纤维水泥基复合材料研究中存在的若干问题探讨29其建立时间较短(约2~10s),夹层极化的建立与形电极法就可以在电阻的测试过程中基本上避免接触[11]成过程长达几分钟甚至几小时。由于极化导致的电阻的影响。电场方向与外加电场的方向相反,因此极化导致测得的电阻率将会随时间的增加而增大。一般情况下,物体的导电性越好,极化效应越[12]小。当碳纤维加
8、到水泥基复合材料中后,虽然材料的导电性得到增强,但极化效应仍然存在。因此人们认为直流法不适合于碳纤维水泥基复合材料[13]的电阻测试。但武汉理工大学毛起火召认为,采
