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水泥混凝土材料具有来源丰富、施工简易、经济合理、耐久性好等优点,成为当今社会最大宗最重要的建筑材料,但其自身韧性差、易开裂等缺点也限制了其发展。理论和试验研究表明碳纳米管在具有很高的强度同时还有很好的韧性,具有明显优于其他材料的力学性能,将碳纳米管掺加到水泥基复合材料中,可明显改善水泥基复合材料的力学性能。 本文分析了碳纳米管增强复合材料作用机理,采用碳纳米管作为复合材料的增强相,分别测试不同龄期下不同掺量的碳纳米管分散液对水泥净浆和水泥砂浆的抗折强度、抗压强度的影响以及不同掺量的碳纳米管分散液对水泥净浆和水泥砂浆变形韧性特征的影响,获得了以下成果: (1)碳纳米管的掺入一定程度上改善了水泥基复合材料的脆性。掺加了碳纳米管的水泥基复合材料破坏时,断裂面比较粗糙;未掺加碳纳米管时,断裂面往往较为光滑。 (2)当水灰比为0.35时,研究了不同掺量的碳纳米管对水泥净浆7d、28d和90d抗折强度和抗压强度的影响。结果表明碳纳米管的掺量为0.10%时,水泥净浆抗折强度相对较高。当碳纳米管的掺量为0.10%时,水泥净浆7d抗压强度相对较高;当掺量为0.20%时,水泥净浆28d和90d抗压强度相对较高。从韧性变化特征上看,在28d龄期下,当碳纳米管掺入量为0.05%时,水泥净浆试件的韧性指数较大。 (3)当水灰比为0.50时,碳纳米管水泥砂浆复合材料的抗折强度在碳纳米管的掺量为0.20%时相对较高。水泥砂浆7d和90d的抗压强度在碳纳米管的掺量为0.10%时相对较高;水泥砂浆28d的抗压强度在碳纳米管的掺量为0.05%时相对较高。在28d龄期下,当碳纳米管掺入量为0.20%时,水泥砂浆试件的韧性较好。