复掺钢纤维-纳米炭黑/混凝土智能层对裂缝自监测性能的影响

作者：柳根金; 丁一宁^*; 宋世德

来源：复合材料学报, 2021, 38(07): 2348-2358.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20201115.001

• 钢纤维
• 纳米炭黑
• 智能混凝土
• 电阻变化率
• 裂缝自监测

将结构型钢纤维及纳米炭黑作为导电材料加入混凝土形成智能混凝土,并将智能混凝土和素混凝土一起浇筑形成双层混凝土梁。在四点弯曲加载下,采用四电极法对混凝土试件的电阻进行测量,对比研究了复掺钢纤维-纳米炭黑/混凝土层中钢纤维掺量及智能层厚度对混凝土梁的弯曲性能及裂缝自监测性能的影响。结果表明:混凝土智能层内结构型钢纤维的掺量和智能层厚度的增加能够显著提高混凝土梁的弯曲性能;依据电阻变化率-时间(ρFCR-t)曲线的变化特征可对混凝土的裂缝出现时刻进行监测,裂缝出现前,ρFCR-t曲线基本维持在零点附近,智能混凝土梁出现裂缝时,ρFCR-t曲线开始急剧上升,出现新裂缝后,ρFCR-t曲线出现新的转折点,斜率发生明显变化;裂缝出现时,试件的ρFCR增长较迅速,后期ρFCR增长变缓,ρFCR-裂缝扩展宽度(ωCOD)曲线呈负衰减函数特征;对于双层混凝土梁,增加混凝土智能层钢纤维掺量和智能层厚度,减小了相同裂缝宽度下裂缝自监测信号ρFCR的数值;本文提出的一阶指数衰减函数模型拟合ρFCR-ωCOD曲线效果较好。

• 单位
  海岸和近海工程国家重点实验室