原材料及用量：42.5级普通硅酸盐水泥（湖北华新水泥股份有限公司生产），自来水，水灰比W/C为0.4。分散剂为梭甲基纤维素钠（CMC），消泡剂为磷酸三丁酷，加入量分别为水泥质量的0.4%和0.03%。采用5mm长PAN基短切碳纤维，碳纤维的性能指标见表3-1。碳纤维用浓硝酸浸泡2h，水反复冲洗，110℃烘干备用。碳纤维的加入量分别为0.2%、0.6%、1.0%、1.2%和2%。试样尺寸为40mm×40mm×40mm，每组试样为6块。CCCW材料为加拿大凯顿集团公司生产的KIM水泥添加剂，加入量为水泥质量的3%。
试块制备工艺：水（约占总加入水量的1/3）+碳纤维（超声波振动分散，水温40℃）+加入分散剂悬浮、搅拌、超声波振动+倒入水泥搅拌容器，搅拌+加水泥（已与CCCW材料干拌均匀）搅拌器搅拌3min，边搅拌边加入剩余的水+取出拌合料，放入金属模具中成型振动3min+24h开模（室温）+标准养护箱养护28d+取出置于大气环境待测。
表3-1 聚丙烯基（PAN）短切碳纤维的物理性能
测试方法的电阻测试采用四电极法，原理如图3-1所示。
在采用四电极法测试电阻前，将试块从标准养护箱中取出在室温条件下静置，待其晾干后用砂纸磨平六个面，再用无水乙醇洗净表面。接着将导电银胶涂在尺寸为40mm×40mm×40mm的试块相邻的四个面上一定部位制成四个电极，并用铜导线接出，中间两电极间的距离为11mm，如图3-1（a）、（b）所示。外面两个电极用于施加电流，中间两个电极测试电压，由欧姆定律计算电阻。最后将试块放在Inston5882电子万能材料试验机上采用载荷控制对试样进行循环加、卸载，试验机压头及压座与试块上下表面用硬纸板隔开。(www.xing528.com)
图3-1 碳纤维水泥净浆试块测试示意图（单位：mm）
电阻测试设备为Keithley 2400数字直流稳压电源，Victor9806+数字万用表，Keithley 2700通道数据自动采集处理系统。显微组织采用日本产SX-40扫描电子显微镜观察。将试样置于Instron 5882万能材料试验机，试样上下受压表面用硬纸与材料试验机压座和压头隔离，并将多通道数据采集系统与试样电极、直流稳压电源与试样上的电极按图3-1所示连接，即构成压敏性测试系统，以测定碳纤维水泥净浆试块在5次循环加载下的电阻变化，具体试验装置如图3-2所示。本试验采用三角波加载，最大压力为20KN，即压应力为12.5MPa。试验数据可存盘、调用、显示波形和幅值，并可进行时域、频域分析。测试时，空气湿度75%，室温20℃。
图3-2 碳纤维水泥净浆试块压阻试验装置
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