基于界面改性的碳納米管水泥基復合材料力學性能

編號：CPJS06337

篇名：基于界面改性的碳納米管水泥基復合材料力學性能

作者：何銳 楊哲 張佳麗 陳華鑫

關(guān)鍵詞： 道路工程 碳納米管 水泥基復合材料 橋連劑 力學性能

機構(gòu)： 長安大學材料科學與工程學院

摘要： 針對碳納米管水泥基復合材料中碳納米管與水泥基體界面結(jié)合弱的技術(shù)問題,以聚乙烯醇和聚丙烯酰胺分別作為界面橋連劑,探究橋連劑通過強化碳納米管與水泥基體間的界面對碳納米管水泥基復合材料力學性能的增強效果;利用阿拉伯樹膠作為碳納米管的水性分散劑,采用普通和表面帶有羧基的2種碳納米管制備5組不同碳納米管摻量的水泥基復合材料,對其進行了不同齡期的抗壓、抗折強度測試,并利用掃描電子顯微鏡(SEM)在斷口處對碳納米管與水泥基體界面區(qū)進行了微結(jié)構(gòu)分析。結(jié)果表明:采用羧基碳納米管并摻入橋連劑的水泥基復合材料力學強度得到最大提升,相較于配合比相同但未加入碳納米管的基準組,加入橋連劑的羧基碳納米管水泥基復合材料28 d抗折、抗壓強度分別提升了47.4%和22.7%,僅加入羧基碳納米管的水泥基復合材料則提高了15.4%和8.84%;SEM測試發(fā)現(xiàn)加入橋連劑的碳納米管水泥基復合材料破壞斷口處碳納米管與水泥基體連接處結(jié)構(gòu)密實,未加入橋連劑試件斷口處碳納米管被完全拔出,說明橋連劑改善了碳納米管與水泥基體間界面結(jié)合,使二者近似成為一個整體進行受力,增強了碳納米管的拔出效應,水泥基體斷裂時碳納米管拔出吸收了更多的破壞能,顯著改善了水泥基復合材料的宏觀力學性能。