导电相对电热混凝土性能影响研究

发布时间：2017-08-31 19:37

  本文关键词：导电相对电热混凝土性能影响研究

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【摘要】：导电性是导电混凝土最重要的性能指标之一,导电相材料及导电相在水泥基材料中的分散状况决定其复合材料导电性能的优劣。导电相材料如何在水泥基材料中均匀分布是现如今研究导电混凝土的一个重大的难题,因此,研究导电相材料在水泥基材料中的分散方式具有重要意义。本文依据纤维表面处理的原理,在研究碳纤维的分散方式的同时,探究分散状况对电热混凝土导电性能及力学性能的影响。首先,通过分散剂及制备工艺的合理选择优选出使碳纤维悬浮液分散较好的分散剂类型及浓度。其次,使用优选出的15种不同浓度的六偏磷酸钠(SHMP)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、十二烷基硫酸钠(SDS)和羟乙基纤维素(HEC)作为分散剂分散碳纤维,在固定水灰比,固定灰砂比,固定导电相掺量的条件下硬化试件,通过对试件导电性能及抗压强度和抗折强度的测定,综合考虑强度及导电性,得出分散效果最佳的分散剂及其浓度。再次,利用正交试验研究碳纤维、石墨、硅灰掺量及HEC浓度对电热性导电混凝土力学性能和电学性能的影响。通过极差分析及方差分析,研究碳纤维掺量,石墨掺量、HEC浓度及硅灰掺量各组分对电热性导电混凝土力学性能和导电性能的影响规律。最后,通过对配合比优化,以抗折强度、抗压强度及电阻率三个性能指标设计出三组最佳配合比,并对最佳配合比进行验证。研究结果表明:(1)五种分散剂中,HEC(500Mpa.s)作为分散剂,配制的碳纤维石墨水泥砂浆试件的力学性能和导电性能在16组试件中达到最佳,HEC(500Mpa.s)的最佳浓度为1.8%。(2)影响电热性导电混凝土14天抗折强度的因素主次顺序为:石墨碳纤维硅灰HEC浓度;影响电热性导电混凝土28天抗折强度的因素主次顺序为:石墨碳纤维HEC浓度硅灰;影响电热性导电混凝土14d与28d抗压强度的因素主次顺序为:石墨硅灰碳纤维HEC浓度;影响电热性导电混凝土28d和56d电阻率的因素主次顺序为碳纤维石墨硅灰HEC浓度。(3)碳纤维、石墨、HEC及硅灰在一定掺量或浓度范围内对电热性导电混凝土性能影响规律具有差异性。(4)三组优选的配合比,都能基本满足技术指标对抗压强度、抗折强度以及电阻率的要求,但是第三组配合比存在成本较高的问题。
【关键词】：分散剂 碳纤维 超声振动 电热混凝土
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU528
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 导电砼国内外研究现状与发展动态10-13
• 1.3 研究的主要内容13-14
• 1.4 技术路线14-15
• 第二章 原材料及试验设备15-24
• 2.1 原材料及技术要求15-21
• 2.1.1 水泥15
• 2.1.2 硅灰15-16
• 2.1.3 细集料16-17
• 2.1.4 减水剂17
• 2.1.5 拌和水17
• 2.1.6 导电相17-19
• 2.1.7 分散剂19-21
• 2.1.8 消泡剂（磷酸三丁脂）21
• 2.2 仪器设备及试验方法21-24
• 2.2.1 碳纤维初步分散评价方法21
• 2.2.2 抗压强度及抗折强度21-22
• 2.2.3 电阻率22-23
• 2.2.4 其他23-24
• 第三章 碳纤维分散试验及分析24-33
• 3.1 碳纤维悬浮液分散试验方案设计24-26
• 3.2 碳纤维分散悬浮液的制备26
• 3.3 试验结果分析26-31
• 3.3.1 六偏磷酸钠溶液分散碳纤维结果及分析26-28
• 3.3.2 SDBS溶液分散碳纤维结果及分析28-29
• 3.3.3 SDS溶液分散碳纤维结果及分析29
• 3.3.4 HEC（500Mpa.s）溶液分散碳纤维结果及分析29-31
• 3.3.5 HEC（4000Mpa.s）溶液分散碳纤维结果及分析31
• 3.4 本章小结31-33
• 第四章 碳纤维石墨水泥砂浆性能研究33-44
• 4.1 试验方案设计33-35
• 4.1.1 电极的制备及布置33
• 4.1.2 外加电压33-34
• 4.1.3 水灰比与砂灰比34
• 4.1.4 导电相及减水剂34
• 4.1.5 配合比的确定34-35
• 4.2 成型试件35-36
• 4.3 抗压强度和抗折强度试验36-39
• 4.3.1 试验方法36-37
• 4.3.2 结果及分析37-39
• 4.4 电阻率测试39-43
• 4.4.1 试验方法39-40
• 4.4.2 结果及分析40-43
• 4.5 本章小结43-44
• 第五章 电热性导电混凝土性能研究44-67
• 5.1 电热性混凝土技术指标44-45
• 5.1.1 抗折强度指标44
• 5.1.2 抗压强度指标44-45
• 5.1.3 导电性能指标45
• 5.2 电热性导电混凝土配合比设计45-46
• 5.2.1 配合比设计原则45
• 5.2.2 配合比设计45-46
• 5.3 电热性导电混凝土制备工艺46-47
• 5.3.1 拌合工艺46-47
• 5.3.2 成型工艺47
• 5.3.3 养护工艺47
• 5.4 电热性混凝土正交试验设计47-61
• 5.4.1 正交试验因素与水平选择48-49
• 5.4.2 正交试验设计49-50
• 5.4.3 正交试验结果极差分析50-58
• 5.4.4 正交试验结果方差分析58-59
• 5.4.5 最佳配合比的确定59-60
• 5.4.6 最佳配合比性能验证60-61
• 5.5 各组分对混凝土性能影响61-65
• 5.5.1 碳纤维掺量对混凝土性能影响61-63
• 5.5.2 石墨掺量对混凝土性能影响63-64
• 5.5.3 HEC浓度对混凝土性能影响64
• 5.5.4 硅灰掺量对混凝土性能影响64-65
• 5.6 本章小结65-67
• 第六章 结论与展望67-69
• 6.1 主要研究结论67-68
• 6.2 展望68-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-72
• 攻读学位期间取得的研究成果72

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本文编号：767518