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色素碳黑对混凝土力学性能的影响

2019-12-12 09:38:31

(1)导电混凝土的抗压强度和抗折强度随着炭黑替代碳纤维比例的不断增大而出现先增大后减小的趋势,适当比例的炭黑替代碳纤维能够有效避免团聚而引发的水泥与骨料黏结不紧的情况.从而能够有效提高混凝土的力学性能,过多的炭黑替代碳纤维,由于炭黑比表面积较大和强度低从而影响混凝土的力学性能。当替代率为30%时,抗压强度和抗折强度达到峰值,分别为53.5、7.6MPa。

(2)炭黑替代碳纤维随着替代比例的不断加大,混凝土的电阻率在30‰替代率前后都呈现线性趋势,但是在30替代率后斜率突然变大,电阻率增加速度变快。这主要是因为随着炭黑替代碳纤维比例的增加,混凝土中碳纤维含量逐渐减少,在替代比例超过30%以后碳纤维不能够有效搭接形成良好的导电网络。

(3)在输入电压为1224、36V时基准混凝土的电阻率分别为213.7、1014、82.39cm。24V电压测得的电阻率较之12V降低了53%,36V电压測得的电阻率较之24V降低了19%较大的电压可以为电子提供更大的跃迁势能,跃迁势能的增大更容易使电子通过势垒而进行传输,从而提高了混凝土的导电性能。

(4)混凝土在凝结过程中具有部分离子可以为导电提供帮助,混凝土在凝结的过程中随着强度的不断提高,混凝土拌合物中的自由水逐渐减少,依赖于离子导电部分逐渐弱化,而混凝土超过28天后,混凝土中的自由水含量趋于稳定,电阻率变化也趋于稳定

(5)不同比例的炭黑替代碳纤维电热升温趋势几乎相同,随着通电时间的不断增加,其温度不断升高,在通电30min前升温速率较快,通电30min以后升温速率降低。这种规律符合能量守恒定律。10%、20%、30%、40%、50%替代比例的混凝土较校准混凝土平衡温度分别降低了4%、10%、13%、19%、33%。不同炭黑替代碳纤维混凝土的电阻率在30%替代比例时变化趋势增大。电阻率急剧增大导致电热功率的迅速降低使混凝土最终的平衡温度较低。综上所述,用30%的炭黑替代碳纤维在混凝土中能够取得较好的导电性能、力学性能和相对合适的电热性能。