国内外压敏性能研究概述

国内外的研究表明：特定配比和工艺条件下制作的碳纤维增强水泥石或碳纤维增强混凝土试件具有应变一电阻的压敏性。利用这一性质，CFRC可以研制成一种本征型的应力传感器，用于对混凝土结构的无损检测。

美国D.D.L.Chung等对碳纤维机敏混凝土在拉、压静载与循环动载作用下体积电阻率的变化规律进行了研究，得到体积电阻率的变化与材料内部裂纹的闭合与扩展、纤维与基体界面状态等有关的结论，从而可利用碳纤维机敏混凝土对结构实施无损检测、运动车辆的重量自检测等。他们研究了碳纤维机敏混凝土材料的制备工艺，针对碳纤维表面处理、纤维分散性及含量、添加剂的使用等进行了研究，探讨了提高纤维与基体的界面粘接强度的方法，进而以期找到提高压敏稳定性和灵敏性的方法，得到拉伸时的灵敏系数达到700，压缩时的灵敏系数达到560。探讨了不同碳纤维含量的机敏混凝土在不同应力不同速度下的稳定性。他们对碳纤维机敏混凝土在交通和载重量的监测方面的应用进行了实验研究，分析了碳纤维机敏混凝土在单向压缩作用下的轴向与横向应变与电阻相对变化率的关系。(www.xing528.com)

在国内，本课题组较早开始研究碳纤维机敏混凝土。1996年发现了碳纤维机敏混凝土电阻变化存在三个区域可逆感应区、平衡区、和剧增区，与此对应存在三个自诊断区域安全区、损伤区和破坏区绷。研究了压敏性与碳纤维掺量、工艺制度等的关系，揭示了CFRC中的弹性体、初始空隙与缝隙、受压过程产生的新损伤和裂纹等对其导屯网络结构的影响规律，建立了力学模型。指出了碳纤维机敏混凝土在压力和温度作用下都会引起电阻率的变化。研究了极化效应对碳纤维机敏混凝土稳定性的影响。本人攻读硕士学位期间研究了碳纤维机敏混凝土及其结构的压敏性，提出了压敏效应的串联模型，用不同测试方法、针对不同测试参数探讨了提高压敏灵敏性和稳定胜的方法，测试了四周有约束时CFRC试样的压敏性，将CFRC分别敷在混凝土梁的上下表面，利用差动原理即获得极高的压敏灵敏系数，又实现了应变和温度两种效应的解耦。进行了CFRC压敏性用于监测钢筋混凝土结构中钢筋的锈蚀发展情况的模拟试验研究。张小玉、刘冬、唐健等从不同侧面对碳纤维智能层的传感特性进行了研究〔访一洲。吴普对基于界面效应的碳纤维机敏混凝土压敏性进行了研究。范晓明通过内掺水泥基渗透结晶防水材料等对碳纤维机敏混凝土压敏性进行了研究。龚学进开展了碳纤维机敏混凝土在交通越线违规检测中的应用研究。王秀峰等通过实验并利用扫描电子显微镜研究了碳纤维增强水泥复合砂浆的制备、导电性与压敏性。陈兵、吴科如等用不同的加载方式、不同的测试方法研究了碳纤维机敏混凝土导电性。周振君等研究了带碳涂层的尼龙纤维增强混凝土的压敏性。韩保国、欧进萍教授等通过在水泥中掺入镍粉，研究了镍粉水泥基混凝土的应变电阻效应。谢慧才带领其课题组对车重监测系统和交通测速系统进行了一系列研究。