钢渣微粉改性碳纤维混凝土的电热效应及温升试验研究

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1、学校代码10459学号或申请号201212222541密级硕士学位论文钢渣微粉改性碳纤维混凝土的电热效应及温升试验研究作者姓名：刘大超导师姓名：韩菊红教授学科门类：工学专业名称：水工结构工程培养院系：水利与环境学院完成时间：2015年5月AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterExperimentalStudyonTemperatureRiseandElectricHeatingEffectsofModifiedCFRCwithSteel

2、SlagPowderBy:DachaoLiuSupervisor:Prof.JuhongHanHydraulicStructureEngineeringSchoolofWaterConservancy&EnvironmentMay,2015学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。

3、学位论文作者：日期：年月日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：日期：年月

4、日摘要摘要本课题属郑州市科技领军人才项目：碳纤维智能混凝土性能研究及在结构健康监测中的应用研究(131TLJRC674)。将短切碳纤维掺加到混凝土中，可使混凝土具有良好的导电性能。在外电场作用下，碳纤维混凝土(CFRC)可以产生电热效应，用于室内采暖和路面的融雪化冰。但碳纤维混凝土的制备成本高且施工过程中电极布置复杂等不利因素阻碍了其推广使用。针对这两方面的问题，本文通过掺加钢渣微粉来减小碳纤维的掺量，以降低制备成本；通过改进电极的布置来简化施工，以期推动碳纤维混凝土在工程中的应用。本文的主要研究内容如下：(1

5、)研究不同掺量碳纤维与钢渣微粉在混凝土中的耦合作用对混凝土电阻率的影响。试验结果表明：对于相同的电阻率指标，掺加钢渣微粉可以减小碳纤维混凝土中碳纤维的掺量，并且碳纤维体积率为0.58%、钢渣微粉掺量为水泥质量20%的碳纤维混凝土电阻率满足融雪化冰的要求且稳定性良好。(2)进行不同电极下钢渣微粉改性碳纤维混凝土板的升温对比试验。试验结果表明：钢渣微粉改性碳纤维混凝土板中采用闭合圆环形电极的升温速率较其它两种快，并且板表面的温度分布较均匀。(3)进行不同工况下钢渣微粉改性碳纤维混凝土板的升温试验。研究烘干与水饱和状

6、态、隔热与不隔热状态对混凝土板升温速率的影响，以及在不同温度下输入功率与混凝土板的升温速率之间的关系。试验结果表明：烘干状态和隔热状态下的混凝土板升温速率较水饱和状态和不隔热状态更快，在不同的温度下通电2个小时过程中混凝土板表面的温度与通电时间均呈线性关系。关键词：CFRC，电热效应，钢渣微粉，电极，温升IAbstractAbstractWhenshortcarbonfiberwasmixedintotheconcrete,itcouldmaketheconcretehavefavorableconductiv

7、ity.Undertheeffectofouterelectricfield,carbonfiberreinforcedconcrete(CFRC)couldproduceelectricheatingeffect,whichcouldbeappliedtoindoorheatingandsnowandicemeltoftheroad.ButbecauseofthehighconversioncostofCFRC,andthecomplexityoftheelectrodesandwiresinitsconst

8、ructionprocess,itspromotionandapplicationwashindered.Consideredthesetwoproblems,thispaperwishedtomakeacontributiononthepromotionandapplicationofCFRCthroughreducingthemixtureofcarbonfibertodecrea