電熱混凝土是一種新型的智能混凝土,目前已應(yīng)用于道路融雪除冰。由于既作為路面材料,又作為發(fā)熱功能材料,電熱混凝土的耐久性問(wèn)題不僅包括力學(xué)性能方面,還包括電學(xué)、熱學(xué)性能兩方面。本論文以鋼纖維石墨電熱混凝土為研究對(duì)象,基于凍融實(shí)驗(yàn),進(jìn)行凍融破壞機(jī)理及凍融對(duì)力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)性能影響的相關(guān)研究。本文的主要研究?jī)?nèi)容及研究成果如下:(1)研究發(fā)現(xiàn)鋼纖維石墨電熱混凝土的凍融疲勞損傷符合低周疲勞損傷理論。并基于混凝土的凍融破壞機(jī)理,提出了鋼纖維石墨電熱混凝土的凍融破壞機(jī)理,其中包括由石墨的結(jié)構(gòu)破壞和鋼纖維一系列的化學(xué)變化引起的電阻率增大的導(dǎo)電相材料破壞假說(shuō)和由復(fù)合材料的剛度變化和由熱膨脹系數(shù)不匹配引起的熱應(yīng)力破壞假說(shuō)。借助電子掃描顯微鏡對(duì)鋼纖維石墨電熱混凝土試塊的微觀形貌進(jìn)行表征,從微觀角度研究了凍融循環(huán)對(duì)導(dǎo)電相材料的破壞。(2)研究了鋼纖維石墨電熱混凝土經(jīng)過(guò)不同凍融循環(huán)次數(shù)后的質(zhì)量損失率、動(dòng)彈模量損失以及抗壓強(qiáng)度的變化,結(jié)果表明均與凍融次數(shù)負(fù)相關(guān),且該配合比下鋼纖維石墨電熱混凝土的抗凍融循環(huán)的能力優(yōu)于素混凝土。(3)通過(guò)對(duì)鋼纖維石墨電熱混凝土的電學(xué)性能研究,表明其電阻率均隨著電壓的增大而減小,但隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加,電阻率的變化率逐漸降低。相同電壓下,在0~100次的凍融循環(huán)中,其電阻率與凍融循環(huán)次數(shù)成負(fù)相關(guān),在100~300次的凍融循環(huán)中,其電阻率與凍融循環(huán)次數(shù)成正相關(guān)。(4)由工程實(shí)例分析得,鋼纖維石墨電熱混凝土經(jīng)過(guò)不同的凍融循環(huán)次數(shù),其電流均呈現(xiàn)三個(gè)階段:緩慢增長(zhǎng)階段、快速增長(zhǎng)階段、穩(wěn)定階段。隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加,在同一電壓下鋼纖維石墨電熱混凝土的電流減小。(5)根據(jù)ANSYS有限元模擬分析得出在相同輸入功率下,鋼纖維石墨電熱混凝土的表層溫度和內(nèi)源溫度都隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加呈下降趨勢(shì),且表層溫度和內(nèi)源溫度的變化均減小,逐漸趨于緩和。(6)電熱混凝土在相同功率下,凍融循環(huán)次數(shù)與總產(chǎn)熱量成負(fù)相關(guān),與電熱混凝土自身吸收的熱量成正相關(guān),與熱量有效利用率成負(fù)線性相關(guān)。
【學(xué)位單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TU528
【部分圖文】：

圖 1-1 導(dǎo)電混凝土融冰除雪模型el of ice-melting and snow-removing for cond凝土?xí)r，用碳離子作為導(dǎo)電混凝土的圍內(nèi)。Kang等人[9]用碳纖維作為混凝 2mm～40mm，這種導(dǎo)電混凝土主要混凝土有良好的導(dǎo)電性能，為便于混凝土電熱層布置對(duì)路面除冰效果的布置電熱層可取得較好的融雪化冰效溫效果，在工程上可以方便的使用交薄板電熱混凝土用于室內(nèi)采暖，探討板基礎(chǔ)性能影響，并計(jì)算了此方法的

孔隙比測(cè)試過(guò)程

凍融循環(huán)對(duì)鋼纖維石墨電熱混凝土性能的影響了由于導(dǎo)電相引起的材料破壞假說(shuō)和由于溫度變化引起的混凝土中包含兩種導(dǎo)電材料，將分別討論導(dǎo)電相在凍融循環(huán)低，具有良好的導(dǎo)電性和穩(wěn)定性。在混凝土中添加石墨，會(huì)提高其導(dǎo)電性能，可通過(guò)石墨摻量平衡其力學(xué)性能和導(dǎo)電性墨會(huì)被水泥漿體包裹，因此鋼纖維石墨電熱混凝土所需的水為在經(jīng)過(guò)凍融循環(huán)后，最先破壞的應(yīng)該是石墨顆粒與顆粒之：

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2827524