导电水泥基复合材料(在水泥基体中添加导电组分,赋予水泥基材料电学性能的同时又不失其基本特性)作为一种智能型建筑功能材料,可应用于除雪去冰、建筑采暖、智能监测等。单壁碳纳米管和碳纤维碳纳米管的优良性能无疑是为人们在改善水泥基复合材料性能上提供了一种更有效的方法,因此,本课题在制备满足工作性能要求的导电砂浆前提下,研究单壁碳纳米管和碳纤维对导电砂浆性能的综合影响并分析相关作用机理,为导电水泥基复合材料的研发与应用提供参考。主要工作内容及结论如下:(1)工作性能研究,通过迷你坍落扩展度试验,制备满足工作性能要求的导电砂浆,并且分析影响其工作性能的因素。相比碳纤维,单壁碳纳米管使砂浆工作性能明显降低,而高效减水剂的加入能有效补偿砂浆工作性能的降低。(2)电学性能研究,通过体积电阻率和表面电阻试验发现,水灰比、湿度、龄期、导电掺料对砂浆的导电性能均有影响。其中,碳纤维能较好地降低砂浆体积电阻率,但是对表面电阻的降低效果不明显,而单壁碳纳米管能更好地降低砂浆的体积电阻率和表面电阻,其渗流阈值为0.05%～0.15%。在一定掺量下,复掺两者对改善砂浆电学性能有叠加效应。根据不同的电阻要求,该导电水泥基复合材料可应用于静电消散,发热,电磁屏蔽等。(3)力学性能研究,通过抗压抗折强度试验发现,适量的单壁碳纳米管能提升砂浆的力学性能,而碳纤维能提高砂浆的抗折强度,但对抗压强度的增强作用不明显。在一定掺量下,复掺两者对增强砂浆力学性能有协同作用,即“1+1>2”的超叠加效应。(4)尺寸稳定性研究,通过180天干缩试验发现,单壁碳纳米管和碳纤维均可以有效地降低砂浆收缩应变,尤其是早期收缩应变,还可以延缓收缩应变的发展,对防止水泥基复合材料的开裂有着重要意义。复掺两者对降低砂浆收缩应变有叠加作用。另外,降低水灰比也能降低砂浆收缩应变。(5)作用机理分析,通过扫描电镜试验发现,适量的单壁碳纳米管基于其纳米填充作用和纤维桥联作用,可以改善砂浆的各项性能。碳纤维则主要是通过纤维桥联作用改善砂浆的性能。复掺两者能多尺寸,多维度,综合地改善砂浆的微观结构。但是,在过高的掺量下,由于单壁碳纳米管和碳纤维的团聚现象,砂浆性能会有所下降,存在使性能最佳的优掺量。