冻融循环对钢纤维石墨电热混凝土性能的影响

发布时间：2020-09-27 06:16

　　 电热混凝土是一种新型的智能混凝土,目前已应用于道路融雪除冰。由于既作为路面材料,又作为发热功能材料,电热混凝土的耐久性问题不仅包括力学性能方面,还包括电学、热学性能两方面。本论文以钢纤维石墨电热混凝土为研究对象,基于冻融实验,进行冻融破坏机理及冻融对力学、电学、热学性能影响的相关研究。本文的主要研究内容及研究成果如下:(1)研究发现钢纤维石墨电热混凝土的冻融疲劳损伤符合低周疲劳损伤理论。并基于混凝土的冻融破坏机理,提出了钢纤维石墨电热混凝土的冻融破坏机理,其中包括由石墨的结构破坏和钢纤维一系列的化学变化引起的电阻率增大的导电相材料破坏假说和由复合材料的刚度变化和由热膨胀系数不匹配引起的热应力破坏假说。借助电子扫描显微镜对钢纤维石墨电热混凝土试块的微观形貌进行表征,从微观角度研究了冻融循环对导电相材料的破坏。(2)研究了钢纤维石墨电热混凝土经过不同冻融循环次数后的质量损失率、动弹模量损失以及抗压强度的变化,结果表明均与冻融次数负相关,且该配合比下钢纤维石墨电热混凝土的抗冻融循环的能力优于素混凝土。(3)通过对钢纤维石墨电热混凝土的电学性能研究,表明其电阻率均随着电压的增大而减小,但随着冻融循环次数的增加,电阻率的变化率逐渐降低。相同电压下,在0~100次的冻融循环中,其电阻率与冻融循环次数成负相关,在100~300次的冻融循环中,其电阻率与冻融循环次数成正相关。(4)由工程实例分析得,钢纤维石墨电热混凝土经过不同的冻融循环次数,其电流均呈现三个阶段:缓慢增长阶段、快速增长阶段、稳定阶段。随着冻融循环次数的增加,在同一电压下钢纤维石墨电热混凝土的电流减小。(5)根据ANSYS有限元模拟分析得出在相同输入功率下,钢纤维石墨电热混凝土的表层温度和内源温度都随着冻融循环次数的增加呈下降趋势,且表层温度和内源温度的变化均减小,逐渐趋于缓和。(6)电热混凝土在相同功率下,冻融循环次数与总产热量成负相关,与电热混凝土自身吸收的热量成正相关,与热量有效利用率成负线性相关。
【学位单位】：广州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TU528
【部分图文】：

图 1-1 导电混凝土融冰除雪模型el of ice-melting and snow-removing for cond凝土时，用碳离子作为导电混凝土的围内。Kang等人[9]用碳纤维作为混凝 2mm～40mm，这种导电混凝土主要混凝土有良好的导电性能，为便于混凝土电热层布置对路面除冰效果的布置电热层可取得较好的融雪化冰效温效果，在工程上可以方便的使用交薄板电热混凝土用于室内采暖，探讨板基础性能影响，并计算了此方法的

孔隙比测试过程

冻融循环对钢纤维石墨电热混凝土性能的影响了由于导电相引起的材料破坏假说和由于温度变化引起的混凝土中包含两种导电材料，将分别讨论导电相在冻融循环低，具有良好的导电性和稳定性。在混凝土中添加石墨，会提高其导电性能，可通过石墨掺量平衡其力学性能和导电性墨会被水泥浆体包裹，因此钢纤维石墨电热混凝土所需的水为在经过冻融循环后，最先破坏的应该是石墨颗粒与颗粒之：

【参考文献】

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本文编号：2827524