掺入石墨烯气凝胶混凝土的性能研究

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石墨烯气凝胶是以石墨烯作为结构的基本单元,各片层之间通过弯曲反卷,堆积折叠的方式形成的一种三维立体式的结构。它具有自重轻、密度小,高孔隙率以及较高的杨氏模量、高电子迁移率等特点,在物理化学等各个领域都有广阔的应用。
  本文通过试验设计不同的气凝胶还原反应时间及热处理温度,对制作完成的气凝胶进行压敏性试验,测得不同制作工艺对石墨烯气凝胶试件压敏性能的影响,得出具有最佳性能的石墨烯气凝胶传感器制作工艺,确定了还原温度为800℃,还原反应时间为24h。得出石墨烯气凝胶传感器的压敏性能规律曲线。通过多次压缩石墨烯气凝胶传感器,并测试其电阻的方法来测试循环次数对石墨烯气凝胶传感器压敏性能的影响规律,其不仅拥有良好的受压回弹性,压敏性也不会因多次变形而发生改变。
  本文还研究了石墨烯气凝胶传感器在混凝土内部的工作性能。将其埋置于掺加钢纤维混凝土以及掺加玄武岩纤维网格布混凝土之中,设置不同的气凝胶长径比和埋置深度,探究其在混凝土内部的工作性能,不同埋置深度的石墨烯气凝胶传感器在混凝土中的电阻变化曲线大体相同,均呈现下降速率逐渐增加的趋势。不同长径比的石墨烯气凝胶传感器在混凝土内部受力变化曲线规律大致相同,其压敏性在混凝土内部依然有效。最终选择了长径比为0.7,埋置深度为10mm。
  同时,本次试验也研究了埋入型石墨烯气凝胶传感器对混凝土力学性能的影响。石墨烯气凝胶传感器的埋入量对混凝土的抗压强度具有一定的影响,随着掺量的增长,混凝土的抗压强度越来越低。对于其抗折强度和抗冲击性能的影响比抗压强度较大。
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