1引言 1
1.1智能材料 1
1.1.1概念 1
1.1.2特性 2
1.1.3智能混凝土 2
1.2自诊断压敏材料的有关机理 6
1.2.1增强增韧机理 7
1.2.2导电性机理 8
1.2.3压敏性机理 13
1.3国内外自诊断压敏水泥基材料的发展现状 14
1.3.1碳纤维水泥基材料 14
1.3.2石墨碳纤维水泥基材料 17
1.3.3压电陶瓷水泥基材料 17
1.3.4存在问题 19
1.4自诊断压敏水泥基材料的研究意义和内容 19
1.4.1研究意义 19
1.4.2研究内容、技术路线和研究方法 22
2原材料与实验方法 25
2.1主要原材料及其性质 25
2.1.1水泥 25
2.1.2标准砂 26
2.1.3砂 26
2.1.4石子 26
2.1.5水 26
2.1.6矿物掺和料 26
2.1.7碳纤维 30
2.1.8石墨 31
2.1.9压电陶瓷 31
2.1.10 FDN-8000高效减水剂 31
2.1.11分散剂 31
2.1.12消泡剂 32
2.2实验方法及仪器仪表 32
2.2.1砂浆及混凝土的力学性能 32
2.2.2混凝土的耐久性 32
2.2.3砂浆及混凝土的力-电性能 34
2.2.4显微结构测试 37
2.2.5混凝土孔液中离子浓度的测定 41
3自诊断压敏水泥砂浆的力学性能和压敏性 42
3.1自诊断压敏水泥砂浆单轴受压时的力学性能 43
3.1.1碳纤维水泥砂浆 43
3.1.2粉煤灰-碳纤维水泥砂浆 47
3.1.3粉煤灰-石墨-硅灰-碳纤维水泥砂浆 54
3.2自诊断压敏水泥砂浆压敏性测试 59
3.2.1测试方法及参数选择 59
3.2.2长时间测量导致的试体升温 64
3.2.3环境温度 64
3.2.4循环加载历史及荷载幅值 65
3.2.5养护龄期 66
3.3自诊断压敏水泥砂浆的压敏性 67
3.3.1碳纤维水泥砂浆 67
3.3.2粉煤灰-碳纤维水泥砂浆 71
3.3.3粉煤灰-石墨-硅灰-碳纤维水泥砂浆 77
4自诊断压敏混凝土的力学性能和压敏性 80
4.1混凝土配合比设计及试件制作 80
4.1.1素混凝土配合比设计 80
4.1.2混凝土试件制作及试配 82
4.1.3混凝土拌和物性能检测 84
4.2自诊断压敏混凝土单调加荷时的力学性能 87
4.2.1碳纤维混凝土 87
4.2.2粉煤灰-碳纤维混凝土 87
4.2.3粉煤灰-硅灰-碳纤维混凝土 88
4.2.4石墨-粉煤灰-硅灰-碳纤维混凝土 91
4.2.5压电陶瓷-粉煤灰-硅灰-碳纤维混凝土 92
4.3自诊断压敏混凝土的压敏性 94
4.3.1各体系混凝土的压敏性 94
4.3.2力学性能与电学性能的统一 99
4.3.3较大循环载荷下混凝土的电学行为 100
4.3.4混凝土孔液离子浓度 101
5自诊断混凝土耐久性 103
5.1混凝土抗渗性 104
5.1.1抗渗性评价指标 105
5.1.2测试及结果评价 106
5.2混凝土抗冻性 108
5.2.1冻融破坏机理 108
5.2.2抗冻性测定方法 109
6自诊断胶凝材料水化和显微结构 112
6.1实验方案设计 112
6.2胶凝材料水化过程 113
6.2.1 X射线衍射分析 113
6.2.2差热分析／热重分析 122
6.2.3扫描电镜分析 132
6.3自诊断压敏水泥基材料硬化体孔结构 139
6.3.1不同龄期下的孔结构 141
6.3.2相同龄期下的孔结构 143
6.4宏观性能与微观性能的统一 147
6.4.1 X射线衍射分析结果与宏观性能的统一 148
6.4.2差热分析／热重分析结果与宏观性能的统一 148
6.4.3扫描电镜分析结果与宏观性能的统一 148
6.4.4 孔结构与宏观性能的统一 149
参考文献 150