6.7.2　阻尼自增强NFC制备过程与综合性能表征方法

MCNT分散液与阻尼自增强NFC制备基本过程见6.3节。阻尼自增强NFC试件的制备过程为:将称量好的水泥、细砂、铝酸钠混合后,低速搅拌3 min左右直到完全均匀,再加入温度为30～40℃的水低速搅拌,接着加入刚制得的MCNT分散液,高速搅拌并形成均匀混合料浆后加入发泡剂,最后低速搅拌1 min左右完全均匀后注入试模形成阻尼自增强NFC原始试样。同时,按第3章相应性能测试的标准要求对试件进行切割、养护和加工。如图6.15所示为阻尼自增强NFC试样。由图6.15(a)不难看出,其泡沫孔径细而均匀,发泡效果较好。图6.15(b)中的圆柱体尺寸为直径100 mm,高50 mm。为了保证导热系数的测试更准确,此圆柱体试样上下涂覆导热硅胶、周边缠绕保温带。图6.15(c)中的长方体薄板,用于阻尼减振性能测试,在一安静的房间用弹性垫棉作为弹性支承,其尺寸为280 mm×90 mm×25 mm。

图6.15　阻尼自增强NFC试样

用自由激振-半功率带宽识别法测试阻尼自增强NFC的阻尼减振性能(频率f和阻尼比ζc)。为了验证识别方法的可行性,选用ANSYS有限元软件对空白FC薄板进行模态分析,得出模拟频率和振型,并与试验频率和振型比较,校核其与试验结果的一致性。用ANSYS有限元软件对空白发泡混凝土薄板进行模态分析,两端无约束。在后处理模块中,通过列表命令显示模型频率,得到第7阶模态频率为328 Hz,并与空白FC试验频率335 Hz做比较,两者误差相差2%。如图6.16所示为空白FC的一阶振型与基准频率。说明:ANSYS较好地模拟了阻尼自增强NFC薄板的频率和振型,与试验结果有较好的一致性;采用振动衰减法测试阻尼自增强NFC的阻尼性能,并用半功率带宽法识别阻尼自增强NFC的阻尼比和固有频率是可行的。

图6.16　空白FC的一阶振型与基准频率及掺0.1% MCNT的NFC显微图