多壁碳纳米管水泥基复合材料的制备与力学性能研究.pdf

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1、2014年第6期（总第296期）混凝土原材料及辅助物料Number6in2014（TotalNo.296）ConcreteMATERIALANDADMINICLEdoi：10.3969/j.issn.1002-3550.2014.06.021多壁碳纳米管水泥基复合材料的制备与力学性能研究马颖，王丹，王晴（沈阳建筑大学材料科学与工程学院，辽宁沈阳110168）摘要：以多壁碳纳米管（MWCNT）为增强组分，采用分散剂和超声分散方法制备了碳纳米管水泥基复合材料。研究了水灰比、碳纳米管掺加量对水泥基复合材

2、料抗折强度和抗压强度的影响。结果表明：在一定范围内，当碳纳米管掺量一定时，随着水灰比的增加，水泥基复合材料的抗折强度有所提高，但抗压强度随之降低；当水灰比一定时，碳纳米管的掺加量存在一个最优值，为0.4%。在此掺量下，水泥基复合材料的抗折、抗压强度最高可分别提高45.6%、28.5%。通过扫描电子显微镜对制品断面进行微观分析，表明适量碳纳米管的掺入可以有效改善材料的孔结构和裂纹，并起到桥联作用，从而提高了水泥基材的力学性能。关键词：多壁碳纳米管；水泥基复合材料；力学性能；水灰比中图分类号：TU52

3、8.041文献标志码：A文章编号：1002-3550（2014）06-0072-03Preparationofmulti-wallcarbonnanotubesrenforcedcementcompositesandstudyofitsmechanicalpropertiesMAYing，WANGDan，WANGQing（SchoolofMaterialsScienceandEngineering，ShenyangJianzhuUniversity，Shenyang110168，China）Abs

4、tract:Withmulti-wallcarbonnanotubes（MWCNT）asreinforcedcomponents，carbonnanotubesreinforcedcementmatrixcom-positeshavebeenpreparedthroughdispersantsandultrasonicdispersionmethods.TheinfluenceofwatercementratioandmixingamountofMWCNTontheflexuralstrength

5、andcompressivestrengthofcompositeshasbeenstudied.TheresultsshowthatwhenthemixingamountofMWCNTisconstant，withtheincreasingofwatercementratiotheflexuralstrengthareincreased，butthecompressivestrengthisdecreased.Whilewatercementratioisconstant，thereexists

6、anoptimumvalueofmixingamountofMWCNT，whichequalto0.4%.Inthiscondition，theflexuralstrengthandcompressivestrengthofcompositescanbeincreased45.6%and28.5%，respectively.Scanningelec-tronmicroscopeanalysisshowsthattheMWCNTcaneffectivelyimprovethestructureofp

7、oresandcracksandeffectasbridgingfunctionswhentheMWCNTwithsuitablemixingamount，asaresultthemechanicalpropertiesofcompositesareincreased.Keywords:multi-wallcarbonnanotubes；cementmatrixcomposites；mechanicalproperties；watercementratio力被弯曲、扭转时，不会发生断裂。同时碳纳米

8、管具有极高0引言的长径比（其值在100至1000之间），在管径方向韧性极高，优于当今的任何纤维材料，可以作为增强纤维的首选[8-10]。随着现代社会的高速发展，传统水泥材料的力学性能已经不能满足诸如地震、坝体内温度应力作用等特殊场合然而，目前关于碳纳米管水泥基复合材料的制备和性能的对材料性能的要求。新型水泥基复合材料的制备和性能研系统性研究还鲜有报道。究成为了材料领域的研究热点[1]。其制备方法主要是在水本试验以多壁碳纳米管（MWCNT）为增强组分，系统泥基体中引入一定量宏观尺寸纤