碳纳米管水泥基复合材料的研究进展及其发展趋势-论文.pdf

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1、·l42·材料导报A：综述篇2014年6月(上)第28卷第6期碳纳米管水泥基复合材料的研究进展及其发展趋势范杰，熊光晶，李庚英(汕头大学土木工程系，汕头515063)摘要碳纳米管具备超强力学性能、极高的长径比、优异的导电性能和机敏性以及无损改性等特点。目前，碳纳米管复合材料已经广泛用于能源、医药、环境和电子领域。综述了国内外关于碳纳米管水泥基复合材料的制备、分散、微观结构、宏观性能和多功能特征等研究进展，并结合本课题组的研究成果，阐述了当前碳纳米管水泥基复合材料研究中存在的主要问题及其未来发展趋势。关键词碳纳米管水泥基复合材料分散方法微观性能物理性能中图分类号：TU599文

2、献标识码：AProgressinResearchandDevelopmentofCarbonNanotubes-reinforcedCement-basedCompositeMaterialsFANJie．XIONGGuangjing，LIGengying(DepartmentofCivilEngineering，ShantouUniversity，Shantou515063)AbstractCarbonnanotubeshavesuperiormechanicalproperties，highaspectratio，highsensingproperties，goodel

3、ectricalpropertiesanditcanbeusedfornondestructivemodification．Currently，carbonnanotubecompositeshavebeenwidelyusedinthefieldofenergy，medicine，environmentandelectronics．Theresearchprogressofcarbonnanotubescementbasedcompositesmaterialsaresummarizedindetail，theexistingproblemsofcurrentresear

4、chandthedevelopmenttendencyinthefuturearepointedout，withtheanalysisofthecarbonnanotubescement—basedcorn—positesanddispersionmethods，structureandphysicalandmechanicalproperties．Keywordscarbonnanotubes—reinforcedcementbasedcompositematerials，dispersionmethod，microscopicproperties，physicalpro

5、perties水泥基材是全世界最大宗的建材，水泥混凝土结构是目热性能等，将其应用于高强智能监测水泥基中，能使混凝土前世界上最为常用的一种结构形式，目前，我国消耗的混凝结构的可靠度得到很大程度的提升。土约为全球总量的4O。混凝土是一种脆性材料，一旦失事自2005年汕头大学课题组率先利用碳纳米管增强水泥将会产生严重的后果，固而如何提高混凝土的性能，并对其基材料并在{Carbon))发表论文以来：，碳纳米管水泥基复合进行有效监测已经成为世界各国普遍关注的问题。传统的材料以其优异的物理力学性能引起国内外学者的广泛关注，监测方法是在混凝土结构中架设各种传感器(如电阻应变并发展成为国际

6、研究热点。近年来，国内外学者A．Chaipa—片／丝、压电陶瓷、形状记忆合金等)，但这些传感器存在架设nich州、S．Wansom⋯、徐世娘”]、王保民”一、韩宝围”、、罗工艺复杂、造价高、寿命短、抗干扰能力差等缺陷，这使得传建林『】、段宗东口I、李庚英等一”阳对碳纳米管增强水泥基感器监控混凝土技术在实际工程中很难实现大规模应用。材料的物理力学性能及压阻效应进行了大量研究。本文先材料领域的研究表明，在水泥基中加入适量的碳材料不简介了碳纳米管的发展、制备及其结构性能，进而详细介绍但能使其获得优异的力学性能和抗裂能力，同时还能带给水了碳纳米管在水泥基体中的分散性及其分散方法，并

7、在此基泥基材料良好的压阻性能[一。拥有这些特性，有望能提高础上综述了国内外学者对碳纳米管增强水泥基复合材料物混凝土结构的安全性和可靠度，并实现建筑结构的智能监控。理、力学性能的相关研究。碳纳米管拥有特殊的内部结构、优异的力学性能、良好1碳纳米管的导电性、机敏性和吸波性等，且它的各项性能均优于其他碳材料。将碳纳米管分散在水泥基中不但能赋予水泥基复1。1碳纳米管的发现合材料优异的力学性能，还能使其获得良好的压阻性能、导碳纳米管可定义为“将石墨六面网平面(石墨烯片)卷成*国家自然科学基金(51378303；5137846