石墨水泥砂漿注漿鋼纖維混凝土融雪及有限元模擬.pdf

1、冬季冰雪嚴(yán)重影響了機(jī)場(chǎng)跑道、道路和橋梁的暢通，給人民生產(chǎn)生活帶來(lái)巨大影響。傳統(tǒng)的融雪化冰方法存在各種弊端，導(dǎo)電混凝土法是一種新型的環(huán)保、高效的方法。GSIFCON是一種水泥基復(fù)合材料，是在水泥砂漿基礎(chǔ)上加入鋼纖維、石墨和阻銹劑等組成的復(fù)相導(dǎo)電混凝土。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，對(duì)GSIFCON板電阻穩(wěn)定、電熱升溫、冬季室外融雪進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，同時(shí)根據(jù)傳熱學(xué)理論和材料參數(shù)，建立有限元模型進(jìn)行了融雪實(shí)驗(yàn)?zāi)M。本文的研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：

2、
　　 1.通過對(duì)GSIFCON板在不同功率下多次通電實(shí)驗(yàn)，得出了GSIFCON在不同溫度條件下的電阻變化規(guī)律；同時(shí)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)融雪實(shí)驗(yàn)前后，GSIFCON電阻率保持很好的穩(wěn)定性。
　　 2.對(duì)GSIFCON板進(jìn)行了交流升溫實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)計(jì)算出電阻及電阻率。實(shí)驗(yàn)表明，在100 W/m2-300 W/m2的功率下板表面溫度每小時(shí)可以升溫6℃左右，說明了GSIFCON有著很好的電熱效果。同時(shí)理論分析了PTC(正溫度系

3、數(shù))效應(yīng)和NTC(負(fù)溫度系數(shù))效應(yīng)對(duì)GSIFCON板在升溫過程的影響。
　　 3.用GSIFCON板進(jìn)行了兩次融雪實(shí)驗(yàn)，取得了較好的融雪效果，表明GSIFCON是一種很好的電熱材料，可滿足冬季融雪要求。
　　 4.根據(jù)傳熱學(xué)理論，確定了融雪模型傳熱邊界條件；通過計(jì)算確定了GSIFCON材料相關(guān)參數(shù)。
　　 5.在以上工作的基礎(chǔ)上，建立了融雪有限元模型，通過數(shù)值模擬計(jì)算得出了融雪過程中的溫度場(chǎng)分布，并與實(shí)際實(shí)驗(yàn)結(jié)果