“十三五”規(guī)劃以來,我國公路建設(shè)仍處于快速發(fā)展時(shí)期,混凝土箱體結(jié)構(gòu)以其施工快捷、結(jié)構(gòu)剛度大、行車平順等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用,是城市快速路、高速公路中大橋的首選結(jié)構(gòu)形式。然而,由于混凝土材料導(dǎo)熱性差,在日照輻射、空氣對(duì)流、熱輻射等溫度荷載作用下,混凝土箱梁結(jié)構(gòu)易形成較大的溫度梯度應(yīng)力,嚴(yán)重影響橋梁運(yùn)營的安全性及耐久性。本文打破常規(guī)的溫度裂縫控制思路,提出利用相變材料來改善箱梁結(jié)構(gòu)溫度場(chǎng)分布的新方法,通過機(jī)理分析、試驗(yàn)研究、數(shù)值模擬,開展橋用相變材料的研發(fā)與自調(diào)溫效果研究分析。首先,基于相變儲(chǔ)熱理論,解析了復(fù)合定形相變材料的儲(chǔ)熱階段表達(dá)形式,并結(jié)合混凝土結(jié)構(gòu)吸熱溫升理論,推導(dǎo)出了理想絕熱條件下相變儲(chǔ)熱混凝土的吸熱溫升計(jì)算方法,從機(jī)理上驗(yàn)證了利用相變材料的儲(chǔ)熱特性能夠達(dá)到降低混凝土吸熱溫升過程及自調(diào)溫的效果。其次,從相變特性、熱穩(wěn)定性、化學(xué)兼容性、經(jīng)濟(jì)性等方面對(duì)相變材料進(jìn)行分類篩選研究,優(yōu)選出了兩種適用于橋梁結(jié)構(gòu)的相變?cè)牧稀鹿鹚幔↙A）、聚乙二醇（PEG）;綜述研究了復(fù)合定形相變材料的制備及性能,分別采用多孔吸附、溶膠-凝膠法制備得到了月桂酸/膨脹石墨（LA/EG-CPCMs）、聚乙二醇/... 

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究目的及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 相變儲(chǔ)熱材料研究現(xiàn)狀
        1.2.2 混凝土箱梁溫度應(yīng)力場(chǎng)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 相變材料在混凝土溫控中的應(yīng)用現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內(nèi)容
    1.4 本章小結(jié)
第二章 相變材料自調(diào)溫機(jī)理研究
    2.1 相變儲(chǔ)熱材料概述
    2.2 相變儲(chǔ)熱材料吸熱溫升理論
        2.2.1 相變材料儲(chǔ)熱階段分析
        2.2.2 復(fù)合定形相變材料的儲(chǔ)熱階段分析
    2.3 普通混凝土結(jié)構(gòu)吸熱溫升理論
    2.4 相變儲(chǔ)熱混凝土的自調(diào)溫機(jī)理
    2.5 本章小結(jié)
第三章 橋用相變儲(chǔ)熱材料的制備與性能研究
    3.1 橋用相變儲(chǔ)熱材料篩選
        3.1.1 選擇依據(jù)
        3.1.2 相變材料的篩選
    3.2 復(fù)合定形相變材料的制備方法
        3.2.1 多孔基體吸附法
        3.2.2 微膠囊封裝法
        3.2.3 大體積封裝法
        3.2.4 納米技術(shù)封裝法
    3.3 LA/EG-CPCMs的制備與性能表征
        3.3.1 實(shí)驗(yàn)原材料與方法
        3.3.2 吸附效果分析
        3.3.3 相容性分析
        3.3.4 DSC分析
        3.3.5 相變循環(huán)穩(wěn)定性
    3.4 PEG/SiO2-CPCMs的制備與性能表征
        3.4.1 實(shí)驗(yàn)原材料與方法
        3.4.2 吸附效果分析
        3.4.3 相容性分析
        3.4.4 DSC分析
        3.4.5 相變循環(huán)穩(wěn)定性
    3.5 本章小結(jié)
第四章 相變儲(chǔ)熱混凝土的性能與自調(diào)溫效果研究
    4.1 相變混凝土的制備
        4.1.1 原材料
        4.1.2 配合比設(shè)計(jì)
    4.2 相變混凝土的力學(xué)性能試驗(yàn)
        4.2.1 常溫狀態(tài)試件抗壓強(qiáng)度
        4.2.2 高溫狀態(tài)試件抗壓強(qiáng)度
    4.3 相變混凝土的熱物理性能試驗(yàn)
        4.3.1 導(dǎo)熱系數(shù)
        4.3.2 比熱容值
    4.4 相變混凝土的自調(diào)溫效果試驗(yàn)
        4.4.1 室內(nèi)降溫性能測(cè)試方法
        4.4.2 理論降溫效果
        4.4.3 實(shí)測(cè)降溫結(jié)果
    4.5 本章小結(jié)
第五章 相變儲(chǔ)熱橋梁箱體結(jié)構(gòu)溫度及應(yīng)力場(chǎng)分布模擬
    5.1 概述
    5.2 橋梁結(jié)構(gòu)中的溫度場(chǎng)分布理論
        5.2.1 溫度場(chǎng)導(dǎo)熱微分方程及邊界條件
        5.2.2 太陽日輻射效應(yīng)
        5.2.3 箱梁溫度場(chǎng)邊界條件求解
    5.3 實(shí)體工程分析
        5.3.1 工程概況
        5.3.2 測(cè)點(diǎn)布置及測(cè)量方法
        5.3.3 大氣環(huán)境與日照輻射計(jì)算
        5.3.4 工程環(huán)境溫度場(chǎng)邊界條件確定
    5.4 多尺度橋梁結(jié)構(gòu)溫度-應(yīng)力耦合場(chǎng)模型計(jì)算
        5.4.1 多尺度模型理論
        5.4.2 模型建立及施加荷載
        5.4.3 普通砼橋梁結(jié)構(gòu)溫度-應(yīng)力分布情況
        5.4.4 相變儲(chǔ)熱橋梁結(jié)構(gòu)溫度-應(yīng)力分布改善情況
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 主要研究結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
在學(xué)期間發(fā)表的論文和取得的學(xué)術(shù)成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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