摘要：

        通過(guò)試驗(yàn)研究了碳納米管在不同摻量、超聲波分散以及表面活性劑作用下的分散性及其對(duì)水泥基復(fù)合材料力學(xué)性能的影響；采用ＳＥＭ觀(guān)測(cè)了碳納米管改性水泥基復(fù)合材料的微觀(guān)結(jié)構(gòu)，討論了影響碳納米管在水泥基復(fù)合材料中分散性的因素；綜合分析了分散性與力學(xué)性能的關(guān)系。結(jié)果表明：合理的碳納米管摻量在超聲波分散和ＰＶＰ表面活性劑共同作用下能夠顯著提高碳納米管在水泥漿體中的分散性，使水泥／碳納米管復(fù)合材料的抗壓強(qiáng)度提高１４％。

        在不采取任何分散措施的情況下，由于ＣＮＴｓ本身存在著團(tuán)聚性，ＣＮＴｓ的摻量越高，ＣＮＴｓ的團(tuán)聚現(xiàn)象越嚴(yán)重。如圖３所示，ＣＮＴｓ摻量較小時(shí)，ＣＮＴｓ互相纏繞成束，一定程度上成束的ＣＮＴｓ依然可以發(fā)揮ＣＮＴｓ單管的增強(qiáng)作用，但是摻量較高時(shí)，ＣＮＴｓ團(tuán)聚成團(tuán)，使水泥硬化基體產(chǎn)生孔隙和缺陷。因此，ＣＮＴｓ在水泥基材料中的分散性越好，其對(duì)水泥基材料的增強(qiáng)效果也就越明顯。在表面活性劑和超聲波分散的共同作用下，從微觀(guān)結(jié)構(gòu)的對(duì)比可知，ＣＮＴｓ在水泥材料中分散均勻，而且試驗(yàn)結(jié)果顯示ＣＮＴｓ改性水泥復(fù)合材料的強(qiáng)度顯著提高。

        綜上分析，可以認(rèn)為，ＣＮＴｓ改性水泥基復(fù)合材料的力學(xué)性能與ＣＮＴｓ的摻量沒(méi)有直接的關(guān)系，但與ＣＮＴｓ在水泥基里的分散性存在很強(qiáng)的相關(guān)性。ＭａｋｅｒＪ［５］的研究*早表明ＣＮＴｓ能夠起到加速水泥水化的作用，而且ＣＮＴｓ與水泥基體之間的粘結(jié)較強(qiáng)。也就是說(shuō)，只有ＣＮＴｓ得到充分分散，使得ＣＮＴｓ在水泥漿體中形成均勻的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，才能發(fā)揮其增強(qiáng)作用。在ＣＮＴｓ摻量為水泥質(zhì)量０．００％～０．１０％的范圍內(nèi)，其摻量與復(fù)合材料強(qiáng)度并不成正比關(guān)系，其原因是過(guò)多的ＣＮＴｓ更容易引起團(tuán)聚，不利于其在水泥中的分散，使水泥硬化體的微結(jié)構(gòu)受到損失。在未采用化學(xué)分散劑條件下，單獨(dú)采用超聲波分散對(duì)改善ＣＮＴｓ在水泥漿中的分散作用不明顯。采用表面活性劑ＰＶＰ并在超聲波分散條件下處理含ＣＮＴｓ的水溶液，有利于改善ＣＮＴｓ在水泥漿中的分散性，對(duì)水泥基復(fù)合材料具有明顯的增強(qiáng)作用。