6.7.3　实验结果与分析

阻尼自增强NFC相关性能结果见表6.18。

表6.18　阻尼自增强NFC各项性能结果

由表6.18可知,随着MCNT的增加,阻尼自增强NFC的干密度ρd与抗压强度fc先增大、后减小,吸水率Wc先减小后增加。当MCNT含量分别为0.05%和0.10%时,ρd分别提高13.3%和11.8%,fc分别提高50%和30%,Wc分别降低15.3%和12.3%。空白试件λc为0.154 W/(m·K),保温隔热性较差。当MCNT含量为0.05%时,阻尼自增强NFC导热系数最小,λc为0.035 W/(m·K),降幅达到77.3%,这也表明掺0.05% MCNT纳米造核作用发挥得最好,能产生较多致密、均匀、大小适中的封闭气孔。在封闭气孔内,空气导热系数较低,阻止了热量的传递,保温隔热性好。

混凝土结构的阻尼比一般在0.03～0.08,空白泡沫混凝土ζc为0.044。MCNT掺量达到0.10%时,ζc提高36.2%,说明MCNT纳米成核剂的引入及泡沫混凝土内部产生的细小孔隙对材料阻尼性能有一定提升作用。如图6.16(b)所示为掺0.1% MCNT的阻尼自增强NFC孔径约25 μm微泡孔的显微结构图。SEM图显示,少数MCNT散布于基体中,发挥其纤维桥联增强作用;而多数MCNT有一定的缠绕成束,界面位错,缺陷较多,发挥微观耗能作用。

强度和阻尼是水泥基材料的两个重要指标。由表6.18可知,相比于空白泡沫混凝土,MCNT含量为0.05%时,fc增幅达到50.0%,但ζc没有明显提升;MCNT含量为0.1%时,fc增幅为30.0%,同时ζc达到0.060 1,增幅可达36.2%;MCNT含量为0.15%时,fc和ζc均减小,比空白泡沫混凝土还小。事实上,0.05% MCNT纤维掺量下,分散度好的MCNT纤维搭接好,成核效率高,泡沫混凝土中的孔结构致密,孔径较小,封闭孔多,耗能较少,实现了增韧补强效果,但阻尼性能未能有提升;0.10%掺量下,MCNT分散度适中,分散均匀的MCNT纤维能发挥成核与桥联效应,使孔隙缩小,结构趋于密实;分散不均匀的MCNT纤维使微观层间位错,缺陷增多,进而使NFC既具有一定强度,又有较好的阻尼减振性能;而更高掺量下MCNT(0.15%)在基体中的分散度进一步下降,不仅成核效率变低,MCNT形成了更大的团聚体,孔洞缺陷大幅度增加,相应阻尼自增强NFC的fc和ζc均减小。此时,MCNT对阻尼自增强NFC的性能反而有相对抑制作用。