导电混凝土除冰化雪系统输入功率的有限元计算

用有限元程序成功地分析了导电混凝土除冰化雪系统.通过对除冰时的分析,验证了方法的正确性,同时得到了除冰时间与输入功率的关系,进而确定了除冰时所需的最小功率.通过对除雪时的分析,得到了经济合理的除雪方式及最小输入功率,为导电混凝土的制作和该系统的工程应用提供了坚实的理论基础.     

导电混凝土电热层布置对路面除冰效果的影响

介绍了导电混凝土的概念及碳纤维混凝土的电热效应；从能量守恒的角度分析了导电混凝土电热层的不同布置对混凝土路面融雪化冰效果的影响。分析结果表明，采用导电混凝土覆层的形成布置电热层可取得较好的融雪化冰效果，导电混凝土覆层的厚度为40－50mm。     

碳纤维导电混凝土电热升降温规律研究

根据能量守恒定律建立并求解了碳纤维混凝土电热升温和降温微分方程,得到了碳纤维混凝土在升温和降温阶段温度随时间的变化曲线,该曲线综合反映了碳纤维混凝土的散热面积、电热功率和对流辐射系数对升温过程的影响;实验测试了碳纤维混凝土电热升温和降温曲线,实测结果与计算值吻合较好.     

炭黑导电混凝土和碳纤维炭黑导电混凝土电热试验

目的为开发出融雪化冰或室内升温用的新型功能混凝土材料,研究炭黑导电混凝土(Carbon Black Conductive Concrete)和复掺碳纤维炭黑导电混凝土(Carbon fiber-carbon Black Diphasic Conductive Concrete)的导电性能以及电热效应.方法通过制作两种材料插有电极的立方体混凝土试块并测量记录不同龄期下的电阻率,比较分析两种材料的导电性能,并考虑碳纤维对导电性的影响作用.将两种材料试块分别串联进直流电路中,观察其通电发热情况并比较发热效果和电阻率的变化情况.结果相对于炭黑导电混凝土,复掺碳纤维炭黑导电混凝土的导电性更好,其中炭黑掺量为1%、碳纤维掺量为2%的试块电阻率低于100Ω·cm.两种材料通电发热速率均比较稳定且升温效果较好.单掺炭黑导电混凝土试块电阻率随通电时间延长变化较稳定,而复掺碳纤维炭黑试块电阻率受极化效应影响较大.结论相对于单掺炭黑导电混凝土,复掺碳纤维炭黑导电混凝土有更好的导电性,但其电阻率稳定性还有待研究.而单掺炭黑导电混凝土在通电发热试验中,其电阻率变化较小,具有较好的电阻率稳定性.     

碳纤维混凝土电热红外无损检测的灵敏性分析

利用碳纤维混凝土的电热效应，在电致发热的情况下，对含预制裂纹的碳纤维混凝土缺陷体进行红外无损检测，检测的灵敏性在于缺陷体被检表面上的最大温差。在建立了有内热源的热传导理论分析模型的基础上，采用有限元的方法计算得到了电热碳纤维混凝土缺陷体的表面温度分布及其最大温差，分析表明：随材料电阻率的降低和裂纹逐步加深，检测灵敏性显著提高，为优化和评估电热红外检测方案提供了重要的数值依据。     

融雪化冰用碳纤维混凝土的导电性能研究

阐述了将用于路面融雪化冰的导电性能优良的碳纤维混凝土的制作过程，特别说明了一种效果较好的电极的制作方法，并通过实验分析了该种导电混凝土电阻率与碳纤维的种类、电极大小的关系以及电阻随龄期及温度的变化情况，结果说明制作出的导电混凝土具有良好的性能，可用于工程实际。     

电极对碳纤维导电发热混凝土性能的影响

研究了四电极法和埋入电极法得到的电阻差异性规律，同时也研究了埋入不锈铜片电极及埋入网状电极在电阻率、电热效果方面的差异，提出了可采用上下式电极来制作导电发热混凝土的方案，并将路面融雪化冰用碳纤维导电混凝土所需的碳纤维体积含量降低到了0．22%，不仅可以大幅降低制作发热混凝土的成本，而且还可以提高发热混凝土铺层的强度。     

碳纤维混凝土梁电热效应驱动下的变形分析

在输入稳定通电功率条件下,利用热传导理论导出了碳纤维混凝土梁电热效应驱动下的内部稳定温度场及其位移理论公式,并导出了梁的上下表面温差及变形与输入功率的关系.通过碳纤维混凝土梁电热效应驱动下的变形实验,证明了理论模型的可信度,并由此确定了该混凝土的热导率和在该实验条件下的对流换热系数等有关物理参数,这将对机敏混凝土梁的变形自调节研究具有指导意义.     

安全电压下石墨基导电砂浆的致热、除湿和除冰效果

以自制的石墨基导电砂浆板为研究对象,在外加安全电压下,对其致热、除湿和除冰的效能进行了研究。介绍了石墨基导电砂浆板的制作流程及实验装置,SEN表征了其内部形貌结构,得出了导电砂浆板的温度变化、工作效能等随通电时间的变化结果。实验结果表明,石墨作为导电砂浆的功能基元,能均匀分散,形成一个完整的导电网络;给石墨基导电砂浆板输入35．8V的安全电压,其自身升温速率平均达1．57℃／min,最高除湿速率为0．42（g·m^-2·℃^-1s^-1）,最高除冰速率达到100（g·m^-2·min^-1）。     

碳纤维混凝土智能桥梁研究

由于超静定结构在温度变化条件下产生结构应力、应变,相应提出一种智能桥梁--在梁底布设短切碳纤维混凝土层.经理论分析和算例表明,该方法在很大程度上抵消了荷载作用下产生的弯矩和挠度,并可实现智能控制,从而提高了桥梁的承载能力和变形能力.     

导电混凝土研究进展

综合国内外文献分析了导电混凝土的导电机理,介绍了石墨、碳纤维、钢纤维及钢屑等常用导电组分材料及其导电混凝土的性能、导电混凝土电性能的影响因素,分析了导电混凝土的压敏性、温敏性、力电效应和电热特性的研究进展,介绍了导电混凝土在室内采暖、变电站接地网和电热除冰化雪中的应用,指出了目前导电混凝土研究和应用方面存在的不足。     

发热电缆用于路面融雪化冰的模型

为研究发热电缆路面融雪化冰机理,采用有限元分析方法对路面温度变化进行研究,得到不同气候条件下道路表面及结构层内的温度分布、升温规律.将数值模拟结果与实验测量结果进行比较,发现二者吻合较好.研究表明:依据北京地区近10 a的气温数据,采用铺装功率为250~350 W/m²的发热电缆可满足北京地区路面融雪化冰的要求.     

碳纤维致热混凝土的阻温特性研究

研究了不同碳纤维含量的混凝土 2 8d导电性和抗压强度。研究发现 ,碳纤维混凝土具有优良的导电性和力学性能 ,在碳纤维含量为 1.0 %时 ,抗压强度达到最大值 ,而碳纤维含量高于此值 ,导电性也无明显下降。同时还对碳纤维混凝土进行了电热效应实验 ,实验表明 ,碳纤维混凝土具有良好的电热效应和阻温特性 ,表现出 PTC效应和 NTC效应。当温度低于 10 0℃左右时 ,NTC效应占主导地位 ;当温度高于 10 0℃左右时 ,PTC效应占主导地位。     

融雪化冰用钢渣导电沥青混凝土的电阻稳定性

探讨了不同石墨掺量下钢渣导电沥青混凝土(conductive asphalt concrete using steel slag as aggregate,CACS)的电阻稳定性,研究了温度、氯盐溶液、载荷变化对钢渣导电沥青混凝土电阻率的影响.试验表明,钢渣作为集料复掺石墨制备出的钢渣导电沥青混凝土,电阻随时间变化小,在氯盐溶液中其电阻稳定性也良好.钢渣导电沥青混凝土的电阻呈现明显的正温度系数效应(positive temperature coefficient,PTC),电阻率随着温度的升高而逐渐增加,具有良好的温敏性;电阻率随着压力的增大而减小,卸载后电阻率有所增加,但不能完全恢复到原来的电阻率.