本文關(guān)鍵詞：CSG導(dǎo)電混凝土的電熱性能研究

  更多相關(guān)文章： 導(dǎo)電混凝土 碳纖維 鋼纖維 石墨 電熱性能

【摘要】：導(dǎo)電混凝土可用于地暖工程、道路工程以及橋梁負(fù)荷檢測(cè)等領(lǐng)域,本論文通過在普通混凝土中加入碳纖、鋼纖維、石墨(Carbon fiberSteel fiberGraphite,CSG)形成導(dǎo)電混凝土,在施加電壓的條件下,通過內(nèi)部導(dǎo)電相的導(dǎo)電隧道作用使混凝土變成具有良好導(dǎo)電性能的導(dǎo)體。導(dǎo)電混凝土的應(yīng)用廣泛,但摻加單一導(dǎo)電相的導(dǎo)電混凝土在實(shí)際運(yùn)用中無(wú)法兼具優(yōu)良的電熱性能和力學(xué)性能。本文通過實(shí)驗(yàn)研究一種綠色、高效、節(jié)能的導(dǎo)電混凝土,在保證良好力學(xué)性能基礎(chǔ)上獲取優(yōu)良的導(dǎo)電發(fā)熱性能。通過評(píng)價(jià)CSG導(dǎo)電混凝土的力學(xué)性能、電阻穩(wěn)定性以及電熱性能對(duì)其綜合使用性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。在CSG導(dǎo)電混凝土的基本力學(xué)性能測(cè)定之后,采用預(yù)埋電極片的方式成型CSG導(dǎo)電砼試件以便測(cè)定其電學(xué)性能,并對(duì)電極材料以及電極的鋪設(shè)方式對(duì)測(cè)定其電阻率的影響進(jìn)行討論;然后通過測(cè)定CSG導(dǎo)電混凝土的反復(fù)升溫過程中電阻率變化和溫度變化,分析其電阻穩(wěn)定性和升溫穩(wěn)定性,研究混凝土干濕狀態(tài)對(duì)其電熱性能的影響;最后分析CSG導(dǎo)電混凝土的導(dǎo)電發(fā)熱機(jī)理,并測(cè)定其基本熱性能參數(shù)比熱,為CSG導(dǎo)電混凝土在實(shí)際工程中的應(yīng)用提供了理論依據(jù)。本文的主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下:(1)運(yùn)用正交實(shí)驗(yàn)法進(jìn)行CSG導(dǎo)電混凝土的配合比設(shè)計(jì),以各導(dǎo)電材料因素的不同摻量水平配制CSG導(dǎo)電混凝土并制作試件,以試件的電阻率作為試驗(yàn)指標(biāo),確定各導(dǎo)電相摻量變化對(duì)于CSG導(dǎo)電混凝土導(dǎo)電性能的影響,最終確定各導(dǎo)電相的最佳摻量并確定配合比為水泥:砂:水=1.00:2.58:0.49,并對(duì)其進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試,結(jié)果表明該配合比滿足規(guī)范對(duì)其力學(xué)性能的要求。(2)使用銅片、銅網(wǎng)、不銹鋼網(wǎng)這三種不同電極材料分別采用二極法(分左右和上下)、四極法在試件中鋪設(shè)電極片,通過測(cè)定這些CSG導(dǎo)電混凝土試件的電阻率,比較出電極鋪設(shè)方式和電極材料對(duì)測(cè)定導(dǎo)電混凝土電阻率的影響,根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果在不同的使用條件下合理選擇電極材料及鋪設(shè)方式。結(jié)果表明采用四極法鋪設(shè)電極,可有效避免極化效應(yīng)帶來(lái)的誤差,測(cè)量的電阻率更為準(zhǔn)確。通過不同電極材質(zhì)分析得出,銅片是導(dǎo)電性能最優(yōu)的導(dǎo)電材料,導(dǎo)電率高且穩(wěn)定。(3)制作320mm×230mm×35mm的CSG混凝土板試件(模擬混凝土地板)并對(duì)其通電升溫,分析其在升溫過程中的電阻穩(wěn)定性,重復(fù)此過程驗(yàn)證CSG導(dǎo)電混凝土重復(fù)使用性,并在不同干濕條件、不同低溫環(huán)境下對(duì)其通電加熱,分析環(huán)境溫度和水分對(duì)CSG導(dǎo)電混凝土的電熱穩(wěn)定性的影響,并測(cè)定試件表面均勻分布的各點(diǎn)的溫度均勻性。結(jié)果表明,CSG導(dǎo)電混凝土大板試件在加熱過程中具有良好的電阻穩(wěn)定性和發(fā)熱均勻性。(4)研究了CSG導(dǎo)電混凝土的導(dǎo)電發(fā)熱機(jī)理并采用實(shí)驗(yàn)測(cè)定其基本熱參數(shù)-比熱,用CSG導(dǎo)電混凝土大板進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)升溫實(shí)驗(yàn),對(duì)比分析CSG導(dǎo)電混凝土板比熱實(shí)際升溫計(jì)算值與量熱筒測(cè)定值,驗(yàn)證了CSG導(dǎo)電混凝土在工程實(shí)際中的應(yīng)用可行性。
【關(guān)鍵詞】：導(dǎo)電混凝土 碳纖維 鋼纖維 石墨 電熱性能
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU528
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 導(dǎo)電混凝土的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 CSG導(dǎo)電混凝土的研究意義14-15
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線15-17
• 第二章 CSG導(dǎo)電混凝土的組成設(shè)計(jì)17-33
• 2.1 試驗(yàn)原材料及設(shè)備17-24
• 2.1.1 試驗(yàn)原材料17-23
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備23-24
• 2.2 基準(zhǔn)配合比設(shè)計(jì)24-26
• 2.2.1 正交試驗(yàn)方法簡(jiǎn)介24-25
• 2.2.2 因素水平表的確定25
• 2.2.3 試件的制作25-26
• 2.3 數(shù)據(jù)分析26-29
• 2.3.1 極差分析結(jié)果26-27
• 2.3.2 鋼纖維對(duì)CSG導(dǎo)電混凝土導(dǎo)電性能的影響27
• 2.3.3 碳纖維對(duì)CSG導(dǎo)電混凝土導(dǎo)電性能的影響27-28
• 2.3.4 石墨對(duì)CSG導(dǎo)電混凝土導(dǎo)電性能的影響28
• 2.3.5 硅灰對(duì)CSG導(dǎo)電混凝土導(dǎo)電性能的影響28-29
• 2.4 力學(xué)性能測(cè)試29-31
• 2.4.1 抗折強(qiáng)度試驗(yàn)29-30
• 2.4.2 抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)30-31
• 2.4.3 結(jié)果分析31
• 2.5 本章小結(jié)31-33
• 第三章 電極材料及鋪設(shè)方式對(duì)CSG導(dǎo)電砼電熱性能的影響33-44
• 3.1 電阻率33-35
• 3.1.1 電阻率的概念33-34
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)方法34-35
• 3.2 碳纖維的分散35-36
• 3.3 不同電極材料對(duì)CSG導(dǎo)電混凝土電熱性能的影響36-43
• 3.3.1 各種電極鋪設(shè)方式下使用不同極材料時(shí)測(cè)得的試件電阻率37-41
• 3.3.2 同種材料的電極采用不同的方式鋪設(shè)時(shí)的試件電阻率41-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第四章 CSG導(dǎo)電混凝土的電阻穩(wěn)定性44-57
• 4.1 升溫過程中的CSG導(dǎo)電混凝土電阻穩(wěn)定性44-46
• 4.1.1 升溫電阻率穩(wěn)定性試驗(yàn)設(shè)計(jì)44-45
• 4.1.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析45-46
• 4.2 多次反復(fù)實(shí)驗(yàn)下CSG導(dǎo)電混凝土電阻穩(wěn)定性46-49
• 4.2.1 反復(fù)升溫電阻穩(wěn)定性試驗(yàn)設(shè)計(jì)47
• 4.2.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析47-49
• 4.3 干濕環(huán)境對(duì)CFSFG導(dǎo)電混凝土電阻穩(wěn)定性的影響49-51
• 4.3.1 濕度對(duì)電阻穩(wěn)定性影響試驗(yàn)設(shè)計(jì)49-50
• 4.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析50-51
• 4.4 環(huán)境溫度對(duì)于CSG導(dǎo)電混凝土電阻穩(wěn)定性的影響51-53
• 4.4.1 溫度對(duì)電阻穩(wěn)定性試驗(yàn)設(shè)計(jì)51-52
• 4.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析52-53
• 4.5 CSG導(dǎo)電混凝土發(fā)熱的均勻性53-55
• 4.5.1 發(fā)熱均勻性試驗(yàn)設(shè)計(jì)54
• 4.5.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)與結(jié)果分析54-55
• 4.6 本章小結(jié)55-57
• 第五章 CSG導(dǎo)電混凝土的比熱計(jì)算57-66
• 5.1 CSG導(dǎo)電混凝土導(dǎo)電發(fā)熱性能基礎(chǔ)知識(shí)57-59
• 5.1.1 CSG導(dǎo)電混凝土的導(dǎo)電機(jī)理57-58
• 5.1.2 CSG導(dǎo)電混凝土的導(dǎo)電發(fā)熱機(jī)理58-59
• 5.2 CSG導(dǎo)電混凝土的比熱計(jì)算59-64
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器59-61
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)方法61-62
• 5.2.3 CSG導(dǎo)電混凝土比熱計(jì)算方法62-63
• 5.2.4 試驗(yàn)結(jié)果63-64
• 5.3 本章小結(jié)64-66
• 第六章 結(jié)論與建議66-68
• 6.1 結(jié)論66-67
• 6.2 建議67-68
• 致謝68-69
• 參考文獻(xiàn)69-72
• 在校期間發(fā)表的論文專著及取得的科研成果72

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1003466