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碳纤维发热混凝土的制备与性能研究
| 论文题名： | 碳纤维发热混凝土的制备与性能研究 |
| 关键词： | 碳纤维;表面包覆;发热混凝土;热点导电混凝土;抗冻性试验;融冰实验 |
| 摘要： | 冬季的冰雪天气是交通运输的巨大隐患,因而冬季道路除雪的方法得到了极大的关注。目前国内外研究的热点导电混凝土主要采用短切碳制备,工艺尚不成熟,本课题使用连续长碳纤维作为发热体,添加到混凝土中,制备了碳纤维发热混凝土。 制备了碳纤维表面包覆层。进行了耐热老化、耐碱老化及抗冻性试验,确定了碳纤维发热体表面的最佳包覆复合材配方,即环氧树脂与酚醛树脂配合比(60:40)。发热体表面包覆后,可增强其耐久性,消除漏电的危险。分析了温度对发热混凝土水化的影响。在高温(120℃)、常温(25℃)、低温(-10℃)下进行了水化实验,用SEM、XRD等检测手段,发现高温有助于发热混凝土的水化。 探讨了碳纤维发热体在混凝土中的排列间隔并制作了发热混凝土。确定碳纤维铺设间隔和深度分别为8cm、4cm,采用并联方式,发热混凝土半小时可升温6.86℃。对比了有限元软件MARC模拟的升温图。 分析了环境因素对发热混凝土功率的影响。在不同的环境下做了升温实验,探讨了发热混凝土的功率,包括单位面积融冰所需温度的分析,环境温度对升温的影响,不同电压对功率的影响,隔热层对升温的影响以及风速对功率的影响,并计算了各种因素对温度的损失系数。 开展了发热混凝土融冰实验。结果显示,电压36V,发热混凝土功率可达1000W/m2,半小时发热混凝土融化碎冰层厚度4mm,说明发热混凝土在使用上是可行的。 |
| 作者： | 王明明 |
| 专业： | 材料学 |
| 导师： | 刘其城;徐协文 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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