【摘要】：我國(guó)北方地區(qū)冬季降雪量大,道路易積雪結(jié)冰,對(duì)于行車(chē)安全及運(yùn)輸效率極為不利。現(xiàn)有道路除冰方法均存在一定的局限性,快速、高效、徹底的進(jìn)行道面除冰,對(duì)保障冬季行車(chē)安全與效率具有重要意義�，F(xiàn)今將微波加熱技術(shù)應(yīng)用于道路除冰技術(shù),通過(guò)微波加熱路面融化冰雪能夠?qū)崿F(xiàn)快速高效的除冰目的。本文將粉煤灰、羰基鐵粉、氧化鐵粉和磁鐵礦石摻加到水泥混凝土中,研究不同材料、不同摻量對(duì)混凝土力學(xué)性能及微波除冰效率的影響。摻加這些材料基本未對(duì)混凝土力學(xué)性能產(chǎn)生不利影響。摻加磁鐵礦石能提高混凝土力學(xué)性能。對(duì)于混凝土力學(xué)性能來(lái)說(shuō),氧化鐵粉最佳摻量為3%,羰基鐵粉為5%,摻氧化鐵粉優(yōu)于羰基鐵粉。研究微波除冰效率時(shí),發(fā)現(xiàn)距離發(fā)射端8cm內(nèi),混凝土升溫快速,隨著深度的增加升溫速率降低。微波除冰時(shí),羰基鐵粉混凝土熱量集中在近表面,除冰效果好,其次為15%粉煤灰混凝土。最后,研究微波照射下不同材料對(duì)混凝土耐久性的影響。微波照射產(chǎn)生的溫度變化使混凝土的吸水率變大,摻1mm-2mm磁鐵礦的混凝土吸水率增大45.9%。微波融化條件下,摻加吸波材料不會(huì)加劇混凝土鹽凍破壞程度。摻加氧化鐵粉的混凝土在微波照射下鹽凍損傷更大,而摻加磁鐵礦的混凝土在不同條件下性質(zhì)更穩(wěn)定。
【圖文】：

機(jī)械法采用機(jī)械裝置直接作用于積雪路面鏟除冰雪的一種方法，是較為常見(jiàn)的除雪方法，除雪車(chē)按結(jié)構(gòu)分為犁式，轉(zhuǎn)子式，刷式。這些大型除雪設(shè)備除雪效率高，機(jī)械化程度高，但對(duì)于冰層與路面緊密結(jié)合的積冰道路，除雪車(chē)無(wú)法直接有效的分離冰層與路面。此外機(jī)械法中機(jī)械力較大，容易對(duì)路面造成物理破壞。（2）化學(xué)法化學(xué)法是通過(guò)鋪撒融雪劑來(lái)降低路面上溶液的凝固點(diǎn)，延遲冰層和路面之間的粘結(jié)形成，達(dá)到除冰雪的目的。除冰鹽一般含有氯化鈉（NaCl）、氯化鎂（MgCl2）和氯化鈣（CaCl2）等，但多數(shù)融雪材料在低溫下除雪效果一般，且鹽會(huì)隨融化的雪水流至道路兩側(cè)，易導(dǎo)致混凝土路面及周邊混凝土附屬設(shè)施嚴(yán)重剝蝕，降低路面力學(xué)性能，另外融雪材料隨融化的冰水流動(dòng)至道邊易造成環(huán)境污染，，對(duì)植被生長(zhǎng)不利[7]。（3）熱力法熱力法是加熱道路內(nèi)部能夠被加熱的材料，道路表面升溫融冰化雪，從而除去冰雪，根據(jù)加熱方式的不同分為內(nèi)加熱和外加熱。

圖 1-2 電磁波譜圖1.2.2 微波加熱微波加熱依靠物體自身吸收微波并轉(zhuǎn)換成熱能，達(dá)到自身整體升溫的目的。傳統(tǒng)加熱方式的原理是熱傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射。其熱量從外部的加熱裝置傳至材料，熱量在材料內(nèi)也是由表及里進(jìn)行傳遞，導(dǎo)致材料內(nèi)外存在溫度梯度。所以傳統(tǒng)加熱方式容易加熱不均勻，使材料局部過(guò)熱。微波加熱技術(shù)是材料在外加交變電磁場(chǎng)作用下，介質(zhì)內(nèi)極性分子極化，在電磁場(chǎng)的作用下呈有序性排列，改變了其原有的隨機(jī)分布的取向。外加交變電磁場(chǎng)極性變更，有序的極性分子排列隨之改變?nèi)∠�，如此進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。由于微波的高頻特性，眾多的極性分子頻繁轉(zhuǎn)向(約 108次/s)導(dǎo)致分子間相互摩擦碰撞產(chǎn)生大量的熱，使電磁能轉(zhuǎn)化為熱能，從而使材料短時(shí)間內(nèi)迅速升溫[16]。不需一般的熱傳導(dǎo)過(guò)程，微波就能對(duì)材料整體同時(shí)加熱，使內(nèi)外同時(shí)升溫，且加熱速度快、加熱均勻，耗能僅為一般加熱方式的幾分之一甚至幾十分之一。微波加熱具有以下幾個(gè)特點(diǎn)[18]：
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：U418.41

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本文編號(hào)：2642241