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《大连理工大学》 2011年
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纤维编织网增强混凝土融雪化冰的技术研究

黄婷婷  
【摘要】:冬季路面积雪或结冰给交通安全带来极大的隐患,而传统的融雪化冰方法都存在一定的局限性;因此,寻求新型的融雪化冰方法具有非常重要的实际意义。本文提出使用碳/玻璃纤维混合编织网增强混凝土进行融雪化冰,该方法避免了使用融雪剂对路面结构以及环境产生的危害;利用碳纤维的高导电性和玻璃纤维的定向作用,在混凝土中形成稳定的导电网络。本文通过理论分析和试验研究,开展了如下工作: 1、由基本传热学理论得出碳/玻璃纤维混合编织网增强混凝土融雪化冰过程为有内热源物体的非线性瞬态传热问题。通过合理假设,将导热系统简化为二维的平面模型进行分析,得到相应的控制微分方程和定解条件,建立数学模型。使用ANSYS有限元分析软件对碳/玻璃纤维混合编织网增强混凝土小板的加热过程进行模拟,得到结构内部温度场变化及分布图。 2、碳/玻璃纤维混合编织网采用不同的表面处理方式,通过四点弯曲加载试验研究其在荷载作用下的电阻稳定性。研究表明,电阻在加载过程中表现稳定,且不同表面处理方式不会对电阻的稳定性产生影响。碳/玻璃纤维混合编织网增强混凝土小板电热升温试验研究结果表明,在不同发热功率升温试验中,电阻值表现稳定;且在化冰过程中,电阻值不受影响,处于稳定状态;并研究了改变环境温度对板进行重复升温试验,其电阻值保持稳定。 3、为了验证碳/玻璃纤维混合编织网增强混凝土在实际应用中的融雪化冰效果,主要进行了碳/玻璃纤维混合编织网增强混凝土化冰试验。使用冰柜模拟低温环境,通过改变环境温度、加热功率、冰层厚度对碳/玻璃纤维混合编织网增强混凝土小板进行化冰试验,分析各因数变化对化冰效果产生的影响。试验结果表明,随着加热功率的增大,开始化冰和冰全部化完所需要的时间减少,但消耗的能量和板底最高温度增大;环境温度对温升速率并无明显影响;冰层越厚,所需的化冰时间越长,即消耗的能量越多。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:U414

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