碳纤维导电混凝土( CFRC) 是在普通的混凝土中加入导电相碳纤维所组成的复合材料, 其优良的力学性能以及电学性能使它在近些年倍受国内外学者的关注. 碳纤维导电混凝土属于无机非金属复合材料, 其电导的物理特性符合一般无机材料机理[ 1 4] . 其导电方式有3 种: 电子导电, 通过自由电子的迁移形成; 离子导电, 通过孔溶液中离子运动形成; ! 空穴导电, 通过空穴的迁移形成[ 5] . 三者的作用随着碳纤维掺量的变化而变化.当碳纤维掺量较小时, 浆体中离子导电与通过纤维与连续浆体的离子导电和空穴导电占主导地位[ 6] ; 当碳纤维掺量较大时, 则通过连续纤维的电子导电和空穴导电将占主导地位, 即由分散在基体中的导电组分材料形成网络, 并通过隧道效应连通网络而传导, 电流通过碳纤维彼此搭接或接触形成的导电网络进行传导[ 7] .
影响CFRC 导电性有诸多方面. 李卓球[ 8] 等人研究了各种电极的选择以及铺设对CFCC 导电性的影响. 侯作富[ 9] 等人研究了硅灰对CFCC 电阻率及强度的影响, 研究结果表明, 硅灰能有效降低CFCC 的电阻率. 巴恒静[ 10] 等人研究了超细钢纤维、短切碳纤维不同掺量对活性粉末混凝土强度及电阻率的影响, 研究结果表明, 导电混凝土的电阻率随纤维掺量的增加而有不同程度的减小.CFRC 的电学性的影响因素除了短切碳纤维的电阻率外, 短切碳纤维在砂浆中的分散情况也是一个很重要的影响因素. 目前大部分的讨论是有关碳纤维与砂浆的搅拌工艺, 而研究短切碳纤维在砂浆中分散情况的较少, 而这正是本研究的讨论重点. 目前最常用的分散剂是非离子型分散剂甲基纤维素和离子型分散剂羧甲基纤维素钠, 在搅拌工艺相同时, 作者通过分析两种分散剂的Zata电位和CFCC 试件的电阻率, 初步探讨了分散剂对CFCC 中碳纤维分散的影响.
1 实验
1. 1 材料
甲基纤维素( MC) : 分析纯.
羧甲基纤维素钠( CMC) : 分析纯.
硅酸盐水泥: 湖南兆山新星水泥厂生产, 标号425; 砂, 石子为一般建筑用料.碳纤维: T 700 - 12k - 50c 型短切碳纤维,8 mm. 表1 所示为其主要物化性质.
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