三相复合导电混凝土除冰雪性能研究

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1、三相复合导电混凝土除冰雪性能研究卜胤丁伟锐摘要：为解决冬季道路桥梁积雪结冰导致交通瘫痪的问题，研宄了由碳纤维、钢纤维和石墨组成的三相复合导电混凝土的融雪化冰性能，采用正交试验设计复合导电混凝土的最优配合比，确定碳纤维、钢纤维和石墨的最佳掺量。采用温升试验研允三相复合导电混凝土的融雪化冰性能。结果表明，三相复合导电混凝土具有较好的融雪化冰性能，石墨、钢纤维和碳纤维能够显著增强水泥混凝土的导电性能。关键词：三相复合导电混凝土;融雪化冰;配合比;收稿日期：2017-09-17TheResearchonDeicingandSnowMeltingPropertiesforT

2、hree-phaseCompositeConductiveConcreteBUYinDINGWeiruiJiang’xiProvinceTianchiHighwayTechnologyDevelopmentCo.，Ltd.;Abstract：Duetosnowancliceontheroadandbridgeinwinter，inordertosolvetheproblemoftrafficparalysis,thesnowmeltdeicingperformanceofthree-phasecompositeconductiveconcreteconsistof

3、carbonfiber,steelfiberandgraphitewasstudied.Theoptimumproportionforcompositeconductiveconcretewasdesignedbyusingorthogonaltest,andtheoptimumcontentsofcarbonfiber，steelfiberandgraphiteweredetermined.Snowmeltdeicingperformanceofthree-phasecompositeconductiveconcretewasstudiedbyusingthet

4、emperaturerisetest.Theexperimentalresultsshowedthatthreephasecompositeconductiveconcretehasgoodsnowmeltdeicingperformance.Graphite,carbonfiberandsteelfibercansignificantlyimprovetheconductivityofcementconcreteasconductivefiller.Keyword：three-phasecompositeconductiveconcrete;snowmeltde

5、icing;mixproportion;Received：2017-09-17冬季路面的结冰积雪对道路行车安全和通行能力均有不利的影响。路面表层的结冰会使路面与轮胎的摩擦系数减小，导致路面的抗滑性能严重降低，从而不能有效地保障行车的安全。我国每年因公路结冰积雪而引发交通事故，迫使公路交通瘫痪和封闭的现象很多，给社会造成了不可估量的直接经济损失和间接经济损失［1-2］。目前用于道路及桥面融雪化冰的传统方式主要有撒布融雪剂和人工机械清除［3-4］。道路撒布除冰盐（氯化钠、氯化镁等）会造成土地盐碱化、钢筋锈蚀、环境污染等问题。机械除冰通常配合撒布融雪剂进行，由于路面或桥

6、面与冰层之间具有很大的粘结力，路面或桥面表层处的结冰往往难以彻底清除。为此，近年来各W和关道路交通管理部门对路面除冰雪进行了积极探索，研宄出许多抑制或消除冰雪的方法和技术，如地热管法、太阳能蓄热、电缆加热、新型融雪剂等，其中就包括近年來广泛开展的导电混凝土路面融雪化冰技术［5-6］。导电混凝土是在道路表面铺筑一定厚度的添加导电性材料的混凝土，通电之后，使电能转化为热能，通过路面结构内部热传导，在损失一部分热能之后，将剩余热能传至路表面，使冰层或雪层吸收这部分热能逐渐融化。本文通过对导电混凝土开展研宄，选择优良的导电性材料，确定最佳试验配比，使其具有冬季融雪化冰的功

7、能。1试验材料与配合比1.1试验材料水泥混凝土是电的不良导体，可通过在水泥混凝土中掺入导电性材料，使其具备一定的导电性能。当复合材料中的导电粒子含量增加到一定数量后，部分粒子间相互接触形成粒子导电链，产生粒子导电行为m。石墨作为导电性填料，可明显改善水泥混凝土的异电性能m。同时，钢纤维和碳纤维可在异电水泥混凝土中发挥短接作用和导电桥梁作用，能够显著增强水泥混凝土的导电性能M。因此，木文将釆用三相导电性材料，以期在水泥混凝土中形成三相复合导电体系。本研宄选择的石墨、钢纤维和碳纤维3种导电性材料的性能指标见表1~3。表1碳纤维性能指标下载原表表2钢纤维性能指标下载原表

8、表3石墨性