碳纳米管对3D打印混凝土流变性能及力学性能的影响

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作   者：

赵宇;  武喜凯;  朱伶俐;  杨章;  杨若凡;  管学茂; 

作者机构：

河南理工大学材料科学与工程学院;  河南理工大学土木工程学院; 

关键词：

力学性能;  3D打印混凝土;  碳纳米管;  流变特性; 

期刊名称：

材料导报

i s s n：

年卷期：

2023 年 006 期

页   码：

113-118

摘   要：

碳纳米管（MWCNTs）是一种性能优良的纳米材料，将其掺入3D打印混凝土（3DPC）中不仅会对基体内部微裂纹的生成和扩展以及3D打印混凝土的宏观力学性能产生显著影响，而且会影响新拌3D打印混凝土的流变性能。为了明确碳纳米管对3D打印混凝土性能的影响，通过设置六种碳纳米管掺量（0%、0.01%、0.02%、0.05%、0.08%、0.1%）,研究了碳纳米管的掺量对3D打印凝土流变性能及力学性能的影响，并基于SEM测试结果进行了微观分析。研究结果表明：随着碳纳米管掺量的增加，3D打印混凝土的流动度逐渐下降，静态屈服应力、动态屈服应力逐渐增加。各龄期的抗折强度均随着碳纳米管掺量的增加而增大。随碳纳米管掺量的增加，3D打印混凝土的抗压强度先增大后减小，当碳纳米管掺量为0.05%时，其抗压强度最大。SEM结果显示，碳纳米管可以起到桥接和填充作用，能与基体紧密连接，阻止3D打印混凝土内部微裂缝和孔洞的生成与扩展，在较低掺量（不超过0.05%）下即能显著改善3D打印混凝土的微观结构。