钢纤维石墨导电混凝土电热性能及工程应用研究

发布时间：2018-05-27 15:37

  本文选题：钢纤维导电混凝土 + 电阻率　； 参考：《广州大学》2017年硕士论文

【摘要】：社会的可持续发展对新型建筑材料的研发提出了更高的要求。节能环保、多功能化是新型建筑材料的主要发展方向。我国冬季路面的积雪结冰对道路通行能力产生非常不利的影响,且危害行车安全。机械除雪技术是传统的一种除冰方式,但是它需要大量的人力、物力及时间,且效果不佳。化学除冰法是目前常见的除冰方法,多用于公路除冰,但它加剧冻融,加速混凝土剥蚀和钢筋锈蚀,给混凝土结构的耐久性带来很大威胁。近年来,导电混凝土在路面融雪除冰应用方面初露头角,由于其既是建筑材料(具备良好的力学性能)又是功能材料(具备优异的导电发热性能),且施工管养方便,同时又绿色环保,具有良好应用前景。本文对钢纤维石墨导电混凝土的抗压强度、电阻率及电热性能进行研究,同时将其应用于实际工程,铺设电热混凝土路面融雪除冰,取得较好效果。主要成果如下:(1)本研究所制备钢纤维石墨混凝土平均抗压强度为58.02Mpa,达到设计强度要求,可以满足工程应用需要。(2)分析不同环境条件下导电混凝土电阻率变化试验结果,提出电压大小、电流类型、环境温度、环境湿度、含水率对钢纤维导电混凝土电阻率的影响规律。试验结果表明：不同的环境温度条件下,导电混凝土的电阻率均与电压负相关,电阻率增量均与电压增量呈正比:在低温条件下,电压对导电混凝土电阻率影响较大,在高温条件下,电压对导电混凝土电阻率影响较小;导电混凝土的含水率越高,其导电性能越好,且随着电压的增高,含水率对钢纤维石墨导电混凝土导电性能影响逐渐变大;对比导电混凝土交流升温试验与直流升温试验,试验结果表明交流电的升温效果总是略优于直流电,但两者升温效果相差不大。(3)在低温环境条件下(-15℃～-10℃)和室温环境条件下(20℃～25℃)分别进行了钢纤维石墨导电混凝土通电升温试验,并对升温试验过程中的升温速率、电学性能、耗电情况进行了分析。试验结果表明:1)在恒定环境温度下,电压越大,则试件升温速率越快,且升温所达到的最终温度也越高;2)在输入电压不变的情况下,钢纤维石墨导电混凝土在升温过程中的电阻率随着自身温度的升高而减小,整个升温过程中的导电性能越来越好,电功率随时间的增加而增大;3)分析不同电压作用下混凝土从-15℃左右升温到5°C耗电量,试验结果表明电压越高,耗电量越低,这说明只要导电混凝土电路中的外部电线规格以及电路负载满足要求,则选择较大的电压更为合理且更加节能。(4)对钢纤维石墨导电混凝土的突破电压进行了初步分析,试验表明导电混凝土的突破电压不是一个恒定不变的值,其大小与外部输入电压以及其自身温度相关。本文试验所使用的钢纤维石墨导电混凝土试件在常温条件下,其突破电压范围在25V～30V。(5)制备了 584块钢纤维石墨导电混凝土预制板,在青岛铺设电热混凝土路。现场升温试验证明其电热性能满足融雪除冰要求;同时,实际工程采用的先预制再铺设电热混凝土板的施工工艺为国内外工程先例,其丰富了导电混凝土施工工艺的多样性,为导电混凝土未来发展趋势提供了更多的可能,同时为导电混凝土实际工程应用的进一步推广奠定了基础。
[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，

本文编号：1942736