单调荷载下混凝土柱内嵌石墨或碳纤维试块的压阻特性

图7-11为对混凝土柱施加单调压力载荷直至其破坏所测得的石墨试块对应的电阻变化曲线。由图7-11可见，在混凝土柱受压前期，试块测得的电阻值随压力的增加逐渐下降。当进入加载后期，试块进入塑性变形阶段，其电阻逐渐稳定。随着压力的继续增加，混凝土柱逐渐破坏，内嵌的试块亦不断出现裂缝，电阻值出现逐步上升，直至破坏。因此，图7-11中AB、BC和CD三个阶段分别对应于试块的弹性范围、塑性范围和破坏范围。从图中可以看出，当柱被加载到最大值而破坏时，试块的电阻测试才中断，这表明试块完整的监测了混凝土柱的受载全过程。

图7-11　单调荷载作用下试块体积电阻的变化曲线(www.xing528.com)

图7-12　单调荷载作用下试块体积电阻的变化曲线

图7-12为对混凝土柱施加单调压力载荷直至其破坏所测得的碳纤维石墨试块对应的电阻变化曲线。由图7-12可见，在混凝土柱受压前期，试块测得的电阻值随压力的增加逐渐下降。当进入加载后期，试块进入塑性变形阶段，其电阻逐渐稳定。随着压力的继续增加，混凝土柱逐渐破坏，内嵌的试块亦不断出现裂缝，电阻值出现逐步上升，直至破坏。因此，图7-12中AB、BC和CD三个阶段分别对应于试块的弹性范围、塑性范围和破坏范围。在弹性范围内，试块的电阻是可逆的，而在塑性范围或开裂后，其电阻则是不可逆的。因此根据机敏混凝土的电阻变化就可以预测其自身的损伤状况。如果内嵌试块的性能与柱相近，则可利用内嵌试块的电阻变化反映柱的损伤状况。对破坏柱的观察表明，试块的断口不是在试块与柱的界面处，而是在试块内部，此结果表明试块与柱的相容性较好。由此可见，无论是石墨试块还是碳纤维石墨试块，都能以嵌入方式作为传感器对柱的受载给予响应，使混凝土柱具有自感知特性。