钢渣混凝土的导电性与压敏性研究

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1、中文摘要摘要混凝土是用量最大的建筑材料，由于风化、环境侵蚀及人为因素等作用，一些混凝土结构出现严重损伤，有的甚至产生突然的脆性断裂，造成灾难性的后果。因此，进行有关重大土木基础设施的安全健康监测和自适应控制系统的探索与研究是一项涉及到国家可持续发展的重要科学技术问题。近年来，许多学者对混凝土的电性能进行了研究。最近的研究表明，电性能可以用于混凝土结构的自我监控。但是这一块的知识仍然是零碎的、不完整的，因此在电阻测试方法成功应用于非破损实验方法之前，对混凝土的体积电阻率进行系统的认识有必要的。本文开展钢渣

2、混凝土的导电性能与压敏性能研究将为混凝土结构的智能化提供了理论和实验基础，使混凝土结构集承载、感知、驱动等功能于一身。该项研究也是智能材料与结构研究的主要方向之一。本文对导电混凝土和机敏混凝土的国内外研究现状进行了全面的评述，在大量实验分析的基础上，研究了钢渣混凝土的导电性与压敏性。研究了钢渣混凝土的配制工艺、参数优化、导电性、压敏效应及内外影响因素。论文同时探讨钢渣混凝土的导电机理及压敏效应的机制。取得了以下成果：(1)采用钢渣成功配制出一种新型的导电混凝土，不仅具有较好的导电性，较佳的力学性能，还可

3、以用于自监控，这不仅极大地降低了导电混凝土的配制成本，并且开辟了钢渣利用的另一建材资源化途径，具有明显的经济效益、社会效益以及生态效益：(2)通过对钢渣混凝土的组分、性能的实验研究，发现具有较好综合性能的配比，即水泥与钢渣之比应该在1～4之间。在此基础上考察了影响钢渣混凝土电阻率的各种因素；(3)试验发现钢渣混凝土具有机敏性，揭示了钢渣混凝土所受荷载和由此产生的电阻变化之间的一一对应关系。提出试件在受压过程中，电阻率变化趋势符合二次多项式方程，通过此方程式可以预测试件在受压过程中的实时电阻。因此，钢渣混

4、凝土压敏效应可望用于混凝土结构的应力诊断，从而为智能混凝土结构的实现开辟了新的途径；(4)论文在研究钢渣混凝土导电性的基础上，考察钢渣混凝土压敏性的各种影响因素：(5)试验发现压敏效应存在“尺寸效应”，随着尺寸的增大，试件的压敏效应增强：不仅压敏效应具有尺寸效应，电阻率也存在这种效应，随着尺寸增大，电阻率降低；重庆大学硕士学位论文(6)试验表明，掺入掺合料，钢渣混凝土的压敏效应增强，这与掺合料掺入后，钢渣一水泥石界面厚度降低有关：(7)高温水养加速了体系的水化反应，使电阻率迅速上升，同时也增强了钢渣混凝

5、土的压敏效应，但其机理尚有待于进一步探讨：(8)从微观层次上揭示了混凝土电阻率受湿度、湿度影响的枫理，分析了水泥石中的毛细孔水与凝胶水对电阻率的作用，阐述了电子隧穿几率与压敏性的关系。关键词：钢渣，导电混凝土，压敏性，电阻率，智能混凝土II英文摘要ABSTRACTConcreteisthemostwidelyusedmaterialinconstruction，whileconcreteoftenrupturewithbrittlenessasaresultofweathering、environmen

6、talerodingandhumaninterference，whichmayleadingtoadisastrousoutcomc．Therefore，itisnecessarytoconductaresearchonthesafetyinspectionandself-adaptivecontrolsystemforbigcivilestablishment，whichisimportantscientificandtechnicalissuebearinguponthesustainabledev

7、elopmentofourcountry．Duringthepastfewyears，manyacademicianshadconductedstudiesontheelectricalperformanceofconcrete．Thelateststudyshowedthatelectricalperformancecouldbeusedforself-inspectedinconcretestructure．Whilelittleknowledgehavebeengotyet，thus，itisin

8、dispensabletostudytheelectricalperformancewithsystembeforewecanuseelectricitytestasanon—destructiveevaluationofconcretesuccessfully．ThestudyofelectricalperformanceandstrainsensingwouldseINetheoreticalandexperimentalfoundat