能量桩混凝土配合比试验与储热数值模拟研究

发布时间：2020-05-31 09:45

【摘要】：随着科技的发展、时代的进步,能源资源消耗高、利用效率低。最大限度地保护资源,保护环境和减少污染,与自然共生的意识逐渐增强,越来越多的节能技术也应运而生。地埋管地源热泵技术是利用地下浅能的一种新形式,其具有利用可再生能源的优势。当建筑物使用桩基础和地源热泵时,使用能量桩替代一部分钻孔换热逐渐成为了一种趋势。混凝土能量桩技术是将换热管埋入桩基础中,与地源热泵系统相连,使之与周围土壤交换热量。在工程上,可以缩短工期、减少造价。本文采用试验研究和数值模拟相结合的方法,对混凝土能量桩进行了系统研究。由于混凝土能量桩技术是利用了桩基部分,所以为了保证既能使混凝土能量桩有较好的导热性,同时也要保证其力学性能不变。本文首先根据已知条件和规范确定了普通C30混凝土的原始配合比,进行相关的力学验证。通过改变配合比提高混凝土导热性的角度出发,分析对比12种不同工况,通过试验数据研究得出混凝土高导热性最优配合比。对比A、B、C三组试验数据,分析得出钢纤维含量和铁矿砂置换率对桩基部分材料的导热系数的影响。普通C30混凝土的导热系数为1.27 W/m?k,当钢纤维含量增加到3%时,比普通混凝土提高了27%,为1.74 W/m?k。当铁矿砂置换率不同时,当铁矿砂置换率为100%时,比原始的C30混凝土导热系数提高了113%,为2.70 W/m?k。对混凝土能量桩连续储热进行ABAQUS模拟,对比分析不同天数、不同土体、不同桩径的温度场云图。对比200mm,300mm,400mm桩径的混凝土能量桩,得出桩径400mm的能量桩换热量最大。对比能量桩处在不同土体中的换热量,在岩石中的换热量最大,其次是砂土,最后是粘土。同时模拟了几种桩间距下不同岩土体中的能量桩群桩,对比分析能量桩3倍桩径、3.5倍桩径、4倍桩径的温度场云图,且在岩石中4倍桩径的能量桩换热量最高。得出随着桩间距的增加,热干扰逐渐减弱,桩周土换热量和能量桩间距呈正相关。
【图文】：

图 2-1 剪切型钢纤维Figure 2-1 Shear steel fiber凝土混合物的坍落度基本相同的条件下，剂。减水剂可以改善混凝土混合物流动性效果。当添加减水剂，我们可以优先考虑非引气，从而影响混凝土的强度。通过添加减水得混凝土的水灰比降低，使气孔率降低，

图 3-1 坍落度试验工具Figure 3-1 Slump test tool抗折试块模具抗压强度试件采用 100mm×100mm×100mm 三联模件是非标准试件，在设计过程中要乘以换算系数，试件采用 100mm×100mm×400mm 塑料模具制作的非标准试件进行抗折试验时，，需要乘以 0.85 的尺寸
【学位授予单位】：吉林建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU473.1;TU83

【参考文献】

相关期刊论文 前8条

1 帅武;;钢纤维混凝土在道路桥梁施工中的应用分析[J];江西建材;2015年19期

2 李亮;石燕霞;;建筑桩基技术规范修订实施以来的若干思考[J];探矿工程(岩土钻掘工程);2014年05期

3 栾军红;;浅析混凝土强度控制[J];中小企业管理与科技(下旬刊);2013年09期

4 刘汉龙;孔纲强;吴宏伟;;能量桩工程应用研究进展及PCC能量桩技术开发[J];岩土工程学报;2014年01期

5 刘凯;王芳;王选仓;;水泥混凝土导热性能影响因素及预估模型研究[J];建筑材料学报;2012年06期

6 董智;;谈地源热泵的发展前景[J];能源与节能;2012年08期

7 马宏权;;南京丰盛新能源地源热泵技术应用案例[J];建设科技;2012年13期

8 刘超颖;孙玉钗;;用Marc/Mentat进行纺织品热传递分析[J];河北科技大学学报;2005年04期

本文编号：2689664