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摘要
碳纳米管-碳纤维复合增强体（CNTs-CF）是一种在碳纤维（CF）表面引入碳纳米管（CNTs）构筑而成的新型纤维材料。按照利用CNTs-CF作为跨尺度增强组分对混凝土进行改性的思路，制备出5种CNTs-CF体积掺量（0%、0.1%、0.2%、0.3%和0.4%）的碳纳米管-碳纤维复合改性混凝土（CCMC），测试了CCMC的抗压强度、抗折强度、折压比（抗折强度与抗压强度的比值）及其破坏形态等性能指标，进而结合扫描电镜（SEM）图像，分析了CNTs-CF对混凝土基本力学性能的增效机理。结果表明：掺加适量的CNTs-CF有利于混凝土抗压强度和抗折强度的提升，并且CNTs-CF在混凝土基体中的体积掺量存在相对最佳值。与未配置CNTs-CF的普通混凝土相比，当CNTs-CF体积掺量为0.3%时，CCMC的抗压强度提高了8.79%，抗折强度提高了27.76%。在本试验的纤维掺量范围内，CCMC的折压比随CNTs-CF体积掺量的增加呈现出递增趋势，具有8.47%～19.16%的提高幅度。掺入CNTs-CF后，混凝土的脆性破坏特征有所减弱，在其受荷失效时，仍可保持较好的完整性，坏而不散、裂而不断。CNTs-CF的表面粗糙程度和比表面积显著增大，较之CF表现出更加优越的强韧化效应，构成CNTs-CF的CNTs和CF可分别在纳米、微米层级上发挥各自的改性优势，同时又可相互协同、互为补充，改善混凝土材料的微观结构，从而对其力学性能进行有效强化。
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单位西北工业大学; 空军工程大学
