车辆超载预警智能混凝土压敏性能研究

发布时间：2017-09-11 02:42

  本文关键词：车辆超载预警智能混凝土压敏性能研究

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【摘要】：目前,超载现象日益普遍,车辆超载超限上路不仅缩短道路的使用寿命,而且危害人们的生命财产安全,造成不良的社会影响。超载预警智能混凝土通过在普通混凝土中加入适当的导电组分,使其具有压敏性,能感知外界荷载变化,提前阻止超载车辆上路或上桥。本文主要针对超载预警智能混凝土的力学性能、电学性能及压敏特性展开研究,并得出如下结论:(1)选择钢纤维、碳纤维、石墨作为超载预警智能混凝土的导电相材料,采用聚羧酸减水剂对碳纤维进行预分散和采用骨料与导电相干混拌和工艺,可以有效分散导电相。SEM分析结果表明,导电相在混凝土基体中分散良好。(2)研究了导电相品种和掺量对超载预警智能混凝土力学性能和电学性能的影响。通过正交试验得出导电相材料对抗压强度的影响效果为:石墨碳纤维钢纤维;导电相材料对电阻率影响效果为:碳纤维钢纤维石墨。在钢纤维体积掺量为0.1%,石墨体积掺量为1.6%,硅灰掺量为3%时,研究了水胶比对超载预警智能混凝土力学性能和电学性能的影响。(3)通过对抗压强度和电阻率进行回归分析,研究超载预警智能混凝土的力学性能和电学性能随导电相材料掺量和水胶比的变化规律。(4)从超载预警智能混凝土的压敏机理入手,研究了循环小荷载、弹性范围内的荷载和极限荷载作用下智能混凝土的压敏特性。研究结果表明,在弹性范围内,超载预警智能混凝土试件电阻率变化率与荷载之间有很好的线性关系且电阻率与荷载之间也有很好的规律性;在较大荷载作用下的压敏性要比小荷载作用下的压敏性好;当水胶比为0.32,钢纤维体积掺量为0.1%,石墨体积掺量为1.6%,碳纤维体积掺量为0.3%,硅灰掺量为3%时,混凝土的电阻率变化率最大,即压敏性较强,且经历过五次加载卸载循环后,试件的电阻率变化率稳定,即压敏稳定性良好。综上所述,超载预警智能混凝土具有良好的压敏特性,作为一种交通智能检测超载材料对车辆进行全过程的实时监控和预警,具有广阔的应用前景。
【关键词】：车辆超载预警 导电混凝土 力学性能 电阻率 压敏性
【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】：U414
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-21
• 1.1 概述9-10
• 1.2 车辆超载检测技术的国内外研究与应用现状10-13
• 1.2.1 国内研究与应用现状10-12
• 1.2.2 国外研究与应用现状12-13
• 1.3 导电混凝土的研究与应用现状13-18
• 1.3.1 导电混凝土简介13-14
• 1.3.2 导电混凝土导电机理14-15
• 1.3.3 导电混凝土的应用现状15-18
• 1.4 本文研究目的及内容18-21
• 1.4.1 研究目的和意义18-19
• 1.4.2 主要研究内容19
• 1.4.3 研究思路19-21
• 第二章 原材料及实验方法21-31
• 2.1 混凝土基体原材料21-23
• 2.2 超载预警智能混凝土的制备及成型23-25
• 2.2.1 碳纤维的分散23-24
• 2.2.2 电极布置方式24-25
• 2.2.3 超载预警智能混凝土拌和工艺25
• 2.3 实验仪器及性能测试方法25-30
• 2.3.1 力学性能测试26-28
• 2.3.2 电学性能测试28-29
• 2.3.3 压敏性测试29-30
• 2.4 本章小结30-31
• 第三章 超载预警智能混凝土的性能研究31-50
• 3.1 导电相掺量对智能混凝土强度及导电性能的影响31-37
• 3.1.1 实验方案设计31-32
• 3.1.2 导电相掺量对抗压强度的影响32-34
• 3.1.3 导电相掺量对电阻率的影响34-37
• 3.2 水胶比对智能混凝土强度及导电性能的影响37-41
• 3.2.1 实验方案设计37-38
• 3.2.2 水胶比对抗压强度的影响38-39
• 3.2.3 水胶比对抗折强度的影响39-40
• 3.2.4 水胶比对电阻率的影响40-41
• 3.3 超载预警智能混凝土SEM微观分析41-43
• 3.4 超载预警智能混凝土的电阻率及强度影响规律43-48
• 3.4.1 超载预警智能混凝土的电阻率影响规律43-45
• 3.4.2 超载预警智能混凝土的强度影响规律45-48
• 3.5 本章小结48-50
• 第四章 荷载作用下超载预警智能混凝土的压敏特性50-62
• 4.1 智能混凝土压敏机理50
• 4.2 实验方案设计50
• 4.3 循环小荷载作用下智能混凝土的压敏性研究50-54
• 4.4 弹性范围内智能混凝土的压敏性研究54-59
• 4.4.1 弹性范围内电阻率变化敏感性研究54-58
• 4.4.2 电阻率随荷载变化规律58-59
• 4.5 极限荷载作用下智能混凝土的压敏性研究59-60
• 4.6 本章小结60-62
• 第五章 结论与建议62-65
• 5.1 结论62-63
• 5.2 建议63-64
• 5.3 工程应用前景展望64-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-73
• 在学期间发表的论文和取得的学术成果73

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本文编号：828180