鋼纖維石墨導(dǎo)電混凝土電熱性能及工程應(yīng)用研究
發(fā)布時(shí)間:2018-05-27 15:37
本文選題:鋼纖維導(dǎo)電混凝土 + 電阻率。 參考:《廣州大學(xué)》2017年碩士論文
【摘要】:社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展對(duì)新型建筑材料的研發(fā)提出了更高的要求。節(jié)能環(huán)保、多功能化是新型建筑材料的主要發(fā)展方向。我國(guó)冬季路面的積雪結(jié)冰對(duì)道路通行能力產(chǎn)生非常不利的影響,且危害行車安全。機(jī)械除雪技術(shù)是傳統(tǒng)的一種除冰方式,但是它需要大量的人力、物力及時(shí)間,且效果不佳;瘜W(xué)除冰法是目前常見的除冰方法,多用于公路除冰,但它加劇凍融,加速混凝土剝蝕和鋼筋銹蝕,給混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性帶來很大威脅。近年來,導(dǎo)電混凝土在路面融雪除冰應(yīng)用方面初露頭角,由于其既是建筑材料(具備良好的力學(xué)性能)又是功能材料(具備優(yōu)異的導(dǎo)電發(fā)熱性能),且施工管養(yǎng)方便,同時(shí)又綠色環(huán)保,具有良好應(yīng)用前景。本文對(duì)鋼纖維石墨導(dǎo)電混凝土的抗壓強(qiáng)度、電阻率及電熱性能進(jìn)行研究,同時(shí)將其應(yīng)用于實(shí)際工程,鋪設(shè)電熱混凝土路面融雪除冰,取得較好效果。主要成果如下:(1)本研究所制備鋼纖維石墨混凝土平均抗壓強(qiáng)度為58.02Mpa,達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求,可以滿足工程應(yīng)用需要。(2)分析不同環(huán)境條件下導(dǎo)電混凝土電阻率變化試驗(yàn)結(jié)果,提出電壓大小、電流類型、環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、含水率對(duì)鋼纖維導(dǎo)電混凝土電阻率的影響規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明:不同的環(huán)境溫度條件下,導(dǎo)電混凝土的電阻率均與電壓負(fù)相關(guān),電阻率增量均與電壓增量呈正比:在低溫條件下,電壓對(duì)導(dǎo)電混凝土電阻率影響較大,在高溫條件下,電壓對(duì)導(dǎo)電混凝土電阻率影響較小;導(dǎo)電混凝土的含水率越高,其導(dǎo)電性能越好,且隨著電壓的增高,含水率對(duì)鋼纖維石墨導(dǎo)電混凝土導(dǎo)電性能影響逐漸變大;對(duì)比導(dǎo)電混凝土交流升溫試驗(yàn)與直流升溫試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明交流電的升溫效果總是略優(yōu)于直流電,但兩者升溫效果相差不大。(3)在低溫環(huán)境條件下(-15℃~-10℃)和室溫環(huán)境條件下(20℃~25℃)分別進(jìn)行了鋼纖維石墨導(dǎo)電混凝土通電升溫試驗(yàn),并對(duì)升溫試驗(yàn)過程中的升溫速率、電學(xué)性能、耗電情況進(jìn)行了分析。試驗(yàn)結(jié)果表明:1)在恒定環(huán)境溫度下,電壓越大,則試件升溫速率越快,且升溫所達(dá)到的最終溫度也越高;2)在輸入電壓不變的情況下,鋼纖維石墨導(dǎo)電混凝土在升溫過程中的電阻率隨著自身溫度的升高而減小,整個(gè)升溫過程中的導(dǎo)電性能越來越好,電功率隨時(shí)間的增加而增大;3)分析不同電壓作用下混凝土從-15℃左右升溫到5°C耗電量,試驗(yàn)結(jié)果表明電壓越高,耗電量越低,這說明只要導(dǎo)電混凝土電路中的外部電線規(guī)格以及電路負(fù)載滿足要求,則選擇較大的電壓更為合理且更加節(jié)能。(4)對(duì)鋼纖維石墨導(dǎo)電混凝土的突破電壓進(jìn)行了初步分析,試驗(yàn)表明導(dǎo)電混凝土的突破電壓不是一個(gè)恒定不變的值,其大小與外部輸入電壓以及其自身溫度相關(guān)。本文試驗(yàn)所使用的鋼纖維石墨導(dǎo)電混凝土試件在常溫條件下,其突破電壓范圍在25V~30V。(5)制備了 584塊鋼纖維石墨導(dǎo)電混凝土預(yù)制板,在青島鋪設(shè)電熱混凝土路,F(xiàn)場(chǎng)升溫試驗(yàn)證明其電熱性能滿足融雪除冰要求;同時(shí),實(shí)際工程采用的先預(yù)制再鋪設(shè)電熱混凝土板的施工工藝為國(guó)內(nèi)外工程先例,其豐富了導(dǎo)電混凝土施工工藝的多樣性,為導(dǎo)電混凝土未來發(fā)展趨勢(shì)提供了更多的可能,同時(shí)為導(dǎo)電混凝土實(shí)際工程應(yīng)用的進(jìn)一步推廣奠定了基礎(chǔ)。
[Abstract]:This paper studies the compressive strength , electrical resistivity and electric heating performance of conductive concrete . The results are as follows : ( 1 ) The resistivity of conductive concrete has a negative correlation with voltage . ( 3 ) Under the condition of low temperature environment ( -15 鈩,
本文編號(hào):1942736
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