水泥路面抗凝冰低温相变材料开发与性能研究

发布时间：2021-02-25 03:44

　　我国部分地区冬季道路表面易产生凝冰现象,薄冰使路面摩擦系数降低,对行车安全造成极大隐患。本文针对这一现象提出在水泥混凝土路面中加入相变材料,利用相变材料相变放出热量达到调节环境温度,防止路面凝冰的目的。本文总结了各类型相变材料的特点和全国路面凝冰地区气候特征,确定相变温度为0～5℃的有机固液相变材料作为抗凝冰相变主体材料的筛选范围。从相变性能、热稳定性、长期使用稳定性三个方面对有机多元醇、脂肪酸和烷烃这几种常用的相变材料进行筛选。最终确定降温时相变起始温度为2.3℃,相变潜热为227.9J/g的十四烷和相变起始温度为2.5℃,相变潜热为104J/g的辛酸-癸酸共熔物作为本研究所选相变主体材料进行下一步研究。从孔径大小、物理相容性两方面选择膨胀石墨作为液态相变材料的载体,通过物理吸附的方式对相变主体材料进行封装。十四烷和辛酸-癸酸共熔物的吸附率分别为90.71%和87.69%。从相变焓值更大的角度选择十四烷-膨胀石墨作为最终研究采用的复合相变材料。研究了试验温度和压强对十四烷-膨胀石墨的吸附率影响,确定在相变主体材料为液态条件下,温度对吸附率影响极小,确定最终吸附方式为水浴60℃,常压吸... 

【文章来源】：重庆交通大学重庆市

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

研究技术路线图

第二章水泥路面抗凝冰相变材料的筛选13李雄等利用南宁2002年12月至2003年11月的气象资料对下垫面温度与气象条件的关系进行了分析，并提出了基于气温的不同下垫面温度预报模型。资料数据中水泥路面年平均日最低温度为21.9℃，较年平均日最低气温18.3℃大3.6℃[67]。朱承瑛等利用常州2007年12月1日至2009年12月31日的温度观测资料对各种下垫面不同高度的年、月及典型天气的日温度变化规律进行探讨，并建立的不同下垫面日极端温度的初步预报模型，其中水泥路面日最低温度与最低气温的关系为Y=1.06X+1.046，日最高温度与最高气温关系为Y=1.325X+1.255[68]。李蕊等对恩施、金沙两地温度的研究中的数据表明恩施冬季水泥路面平均日最低温度较气温低1.5℃左右，最高温度高于气温5℃左右[63]。由于地区气候条件不同，文献数据中气温与水泥路面温度的关系也有明显差别，路面温度高于或低于气温的情况均存在，但差值都在1-4℃之间。为尽可能多地筛选出全国范围内的凝冰地区，本文将水泥路面温度略低于0℃的气温条件设置为-5℃~2℃。③抗凝冰相变材料适用地区筛选通过上文对路面结冰的气象条件分析，下面对全国范围内839个地区冬季即12月、1月和2月的气温及湿度状况进行筛眩筛选步骤如下：图2-1全国（不含南海诸岛）凝冰地区示意图

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本文编号：3050390