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水泥基智能复合材料将为混凝土结构的智能化提供重要支撑。石墨烯及其智能复合材料是近年来国内外研究的热点,但关于石墨烯在水泥基智能复合材料中的应用研究还很少见。而且,现有的水泥基智能复合材料延性较差,使其对拉伸应变的自感知范围远小于压应变的感知范围。因此,本文将最新的碳基纳米材料—纳米石墨烯片(GnPs)引入到水泥砂浆和高延性应变硬化水泥基智能复合材料(SHCC)中,比较这两类水泥基智能复合材料机敏性的差异,以此为结构健康监测提供新的水泥基智能复合材料。本文的主要工作如下:1、为利于GnPs在水中的均匀分散,确定了分散剂使用方法和超声振动分散工艺,由此制定了GnPs-水泥砂浆的配制工艺,使GnPs在水泥砂浆中达到较好的分散效果。研究结果表明,GnPs的分散效果会在很大程度上影响其对水泥砂浆的增强作用。2、GnPs-水泥砂浆抗压强度总体上随GnPs掺量增加而降低,但掺M5型号的GnPs使得GnPs-水泥砂浆抗压强度都比素水泥砂浆抗压强度高,呈现较好的增强效果。在改善导电性的效果上,掺M5型号的GnPs要比同样掺量的M25型号的GnPs效果更好,渗流阈值为GnPs体积掺量为1.0%左右。GnPs-水泥砂浆压敏灵敏度随掺量增加呈现开始增加而后减小的趋势,且灵敏度均在22以下。3、GnPs-SHCC具有较好的抗拉、抗压力学性能,GnPs的掺入提高了SHCC的极限拉伸强度和极限拉伸应变。GnPs-SHCC在循环拉伸时电阻变化率对拉伸应变有较高的敏感性,通过电阻变化率基线的下降可以感知SHCC在拉伸时产生的损伤。在循环压缩时,灵敏度远高于GnPs-水泥砂浆。随着GnPs掺量的增加,电阻率变化曲线的重复性有所提高,故GnPs-SHCC比GnPs-水泥砂浆具有更好的压敏性。4、在受压全过程中GnPs-SHCC的电阻都随应变增加而减小,说明GnPs-SHCC具有很宽的应变感知范围,即在0.25%左右,但GnPs-SHCC的灵敏度随应变水平增加有所降低。