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融雪化冰用碳纤维导电混凝土的研制及应用研究

侯作富  
【摘要】: 在冬季,道路积雪或结冰对交通运输的影响是显而易见的。不仅给国民经济和人民生活造成较大的影响,而且也是交通安全的重要隐患。而目前广泛采用的撒盐法化雪又严重影响到混凝土的耐久性。因此,寻求新型的融雪化冰方法具有非常重要的意义。本文在“863”高科技项目(编号:2002AA005010-1)和国家自然科学基金项目(编号:50078042)的资助下,以碳纤维导电混凝土的电热效应来达到融雪化冰的目的。所做的研究对碳纤维导电混凝土融雪化冰的工程应用将具有较大的参考价值。得到了以下的结论和创新性成果: (1)借助于MARC有限元程序和自编的用户子程序成功地分析了融雪化冰模型,并解决了融雪化冰中所涉及的热传导计算问题,得到的结果与相关文献吻合得较好。通过研究风力对融雪化冰效果的影响得出:当风力超过三级时,风对融雪化冰效果的影响不能忽略。通过分析隔热层的存在与否对融雪化冰效果的影响,提出了可以考虑不设隔热层的方案。 (2)通过对机敏混凝土融雪化冰的理论分析、组分与性能的实验研究,以及所提出的智能控制方案,使机敏混凝土板结构用于在-20℃下融雪化冰的输入功率可降到300W/m~2以下。该项研究的部分成果提前达到了863项目所规定的技术指标。 (3)通过采用合理的导电渗流模型的级配,详细研究了融雪化冰用碳纤维导电混凝土小板和大板的制作原理和方法,成功研制出了性能优良、价格适中的导电混凝土大板。尤其是将其碳纤维体积含量由原来的1.5%~2%降到了目前的0.73%左右(加20%硅灰),较大幅度地降低了导电混凝土的制造成本。大量实验研究发现:采用交流电是碳纤维导电混凝土用于融雪化冰时的最佳电源选择;采用硅灰能较好地提高碳纤维在基体中的分散性,有效降低碳纤维水泥基复合材料的电阻率;并在现有的级配比实验中发现了具有最好综合性能的配比,即在相同的纤维体积含量的情况下,导电混凝土的具有最好综合性能的配比是水泥、砂子、石子的重量比为1:1:2。 (4)提出可采用具有自适应功能的模糊控制器来实现导电混凝土融雪化冰时的控制过程,并研究了单个电源和整个系统的控制方案,得到了相应的控制流程图。在综合考虑各种复杂因素后,提出导电混凝土用于融雪化冰时表面温度的最佳监测方法是辐射法。 (5)首次完成了在寒冷气候条件下的导电混凝土融雪化冰实验,实验结果证明了本文中有限元分析过程的准确性及用碳纤维导电混凝土来进行融雪化冰的可行性。


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1 本报记者 刘小芬;碳纤维扶正千年古塔[N];广东科技报;2000年
2 李玉亭;华源股份或将主打碳纤维牌[N];证券时报;2007年
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