CSG導電混凝土的電熱性能研究.pdf

1、導電混凝土可用于地暖工程、道路工程以及橋梁負荷檢測等領(lǐng)域，本論文通過在普通混凝土中加入碳纖、鋼纖維、石墨(Carbon fiber&Steel fiber&Graphite，CSG)形成導電混凝土，在施加電壓的條件下，通過內(nèi)部導電相的導電隧道作用使混凝土變成具有良好導電性能的導體。導電混凝土的應用廣泛，但摻加單一導電相的導電混凝土在實際運用中無法兼具優(yōu)良的電熱性能和力學性能。本文通過實驗研究一種綠色、高效、節(jié)能的導電混凝土，在保證良好力

2、學性能基礎(chǔ)上獲取優(yōu)良的導電發(fā)熱性能。
　　通過評價CSG導電混凝土的力學性能、電阻穩(wěn)定性以及電熱性能對其綜合使用性能進行評價。在CSG導電混凝土的基本力學性能測定之后，采用預埋電極片的方式成型CSG導電砼試件以便測定其電學性能，并對電極材料以及電極的鋪設(shè)方式對測定其電阻率的影響進行討論;然后通過測定CSG導電混凝土的反復升溫過程中電阻率變化和溫度變化，分析其電阻穩(wěn)定性和升溫穩(wěn)定性，研究混凝土干濕狀態(tài)對其電熱性能的影響;最后分析CS

3、G導電混凝土的導電發(fā)熱機理，并測定其基本熱性能參數(shù)比熱，為CSG導電混凝土在實際工程中的應用提供了理論依據(jù)。本文的主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:
　　(1)運用正交實驗法進行CSG導電混凝土的配合比設(shè)計，以各導電材料因素的不同摻量水平配制CSG導電混凝土并制作試件，以試件的電阻率作為試驗指標，確定各導電相摻量變化對于CSG導電混凝土導電性能的影響，最終確定各導電相的最佳摻量并確定配合比為水泥∶砂∶水=1.00∶2.58∶0.49，并對其

4、進行力學性能測試，結(jié)果表明該配合比滿足規(guī)范對其力學性能的要求。
　　(2)使用銅片、銅網(wǎng)、不銹鋼網(wǎng)這三種不同電極材料分別采用二極法（分左右和上下）、四極法在試件中鋪設(shè)電極片，通過測定這些CSG導電混凝土試件的電阻率，比較出電極鋪設(shè)方式和電極材料對測定導電混凝土電阻率的影響，根據(jù)實驗結(jié)果在不同的使用條件下合理選擇電極材料及鋪設(shè)方式。結(jié)果表明采用四極法鋪設(shè)電極，可有效避免極化效應帶來的誤差，測量的電阻率更為準確。通過不同電極材質(zhì)分析得

5、出，銅片是導電性能最優(yōu)的導電材料，導電率高且穩(wěn)定。
　　(3)制作320mm×230mm×35mm的CSG混凝土板試件（模擬混凝土地板）并對其通電升溫，分析其在升溫過程中的電阻穩(wěn)定性，重復此過程驗證CSG導電混凝土重復使用性，并在不同干濕條件、不同低溫環(huán)境下對其通電加熱，分析環(huán)境溫度和水分對CSG導電混凝土的電熱穩(wěn)定性的影響，并測定試件表面均勻分布的各點的溫度均勻性。結(jié)果表明，CSG導電混凝土大板試件在加熱過程中具有良好的電阻穩(wěn)定