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石墨水泥砂浆注浆钢纤维混凝土融雪及有限元模拟
| 论文题名： | 石墨水泥砂浆注浆钢纤维混凝土融雪及有限元模拟 |
| 关键词： | 融雪化冰;石墨;水泥砂浆;注浆材料;钢纤维混凝土;有限元模拟;导电混凝土法;电热效果 |
| 摘要： | 冬季冰雪严重影响了机场跑道、道路和桥梁的畅通，给人民生产生活带来巨大影响。传统的融雪化冰方法存在各种弊端，导电混凝土法是一种新型的环保、高效的方法。GSIFCON是一种水泥基复合材料，是在水泥砂浆基础上加入钢纤维、石墨和阻锈剂等组成的复相导电混凝土。本文在前人研究的基础上，对GSIFCON板电阻稳定、电热升温、冬季室外融雪进行了实验研究，同时根据传热学理论和材料参数，建立有限元模型进行了融雪实验模拟。本文的研究内容主要包括以下几个方面： 1.通过对GSIFCON板在不同功率下多次通电实验，得出了GSIFCON在不同温度条件下的电阻变化规律；同时实验研究发现融雪实验前后，GSIFCON电阻率保持很好的稳定性。 2.对GSIFCON板进行了交流升温实验，根据实验测得数据计算出电阻及电阻率。实验表明，在100 W/m2-300 W/m2的功率下板表面温度每小时可以升温6℃左右，说明了GSIFCON有着很好的电热效果。同时理论分析了PTC(正温度系数)效应和NTC(负温度系数)效应对GSIFCON板在升温过程的影响。 3.用GSIFCON板进行了两次融雪实验，取得了较好的融雪效果，表明GSIFCON是一种很好的电热材料，可满足冬季融雪要求。 4.根据传热学理论，确定了融雪模型传热边界条件；通过计算确定了GSIFCON材料相关参数。 5.在以上工作的基础上，建立了融雪有限元模型，通过数值模拟计算得出了融雪过程中的温度场分布，并与实际实验结果进行了对比分析。 |
| 作者： | 龚龙 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 洪雷 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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