童谷生，吴秋兰

（华东交通大学土木建筑学院，江西南昌330013）

Tong Gusheng，Wu Qiulan

（School of Civil Engineering andArchitecture，East China Jiaotong University，Nanchang 330013，China）

在普通水泥基材料中掺入少量的带电短切碳纤维，形成碳纤维增强水泥基复合材料（carbon fiber reinforced cement based composites，CFRC），改善了复合材料的导电性能，并使其具有电阻敏感性，形成智能材料。利用CFRC压敏性制作用于土木结构健康监测的传感器，不仅可克服传统传感器耐久性低和稳定性差的缺点，而且价格低廉、工艺简单，因此有望成为土木结构健康监测的理想传感器之一[1-2]。目前已有不少CFRC制备工艺，碳纤维的分散性、长度及含量等因素对CFRC力学和导电性能影响方面的研究[3-7]，并由定性转向定量研究[8-9]。但对这类材料力电性能尺寸效应的研究却很少，对尺寸效应规律的研究是建立CFRC力学与电学性能本构模型的基础，因此具有理论和实际意义。

拟在试验的基础上研究碳纤维增强水泥砂浆（CFRM）柱体在轴压下的强度以及电阻率的变化，研究几何相似的柱体在相同应力下的灵敏度系数以及极限荷载下尺寸效应率等问题，并初步分析其有关机理。

1 试样制备

试验研究表明[5-7]:碳纤维的类型、表面处理工艺、长度、含量及分散性等因素都影响碳纤维复合材料的力电性能。在研究碳纤维水泥砂浆力电性能前，制备分散均匀、粘结性能好且灵敏度试样是减小和获得稳定电阻率的基础。参考已有资料，在多次初步试验后，选择了如下材料与配合比。采用的水泥是普通硅酸盐水泥（P·O42.5），由南昌万年青水泥有限责任公司生产，细骨料采用本地标准砂（筛选细度模数为2.43的中砂），减水剂是由江西省创新外加剂有限公司生产，采用的短切碳纤维是由上海新卡碳素科技有限公司提供的硼基碳纤维，其性能指标如表1所示。……