基于碳纤维智能导电混凝土电热效应的研究

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1、南京理工大学硕士学位论文碳纤维智能导电混凝土电热效应的研究姓名：张丽琼申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：董雪花;徐志洪20070601摘要当混凝土掺入短切碳纤维时，其强度和导电性有很大的改善，这种功能材料称为碳纤维导电混凝土(CFCC)。当对碳纤维混凝土施加电场时，混凝土中产生电致发热效应。导电发热混凝土可望用于结构变形校正、室内采暖、寒冷地区道路和桥梁的除雪化冰。本文的主要工作如下：1)研究了碳纤维分散方法的影响，确定了最佳分散工艺，在此基础上，系统地研究了碳纤维的含量、水灰比、养护龄期、干湿状态、砂子的级配对碳纤维电阻值的影响。2)研究了碳纤维混凝土极化效应

2、的预防及其消除的方法、在不同的温度和湿度环境下碳纤维混凝土电阻值稳定性、讨论了碳纤维混凝土的温敏性能。3)研究了含碳纤维智能导电混凝土层的混凝土梁在导电层通电发热下的变形情况，研究了梁中的温度场变化与通电功率之间的关系。采用电阻应变测量法，测定了梁在不同的热场梯度下的热应变并推导出梁的热致变形和热致应力。4)对含碳纤维混凝土发热块大板的屯热效应进行初步研究，探讨了将其用于除冰化雪的可能性。关键词：碳纤维混凝土，导电混凝土，电热效应，变形校正，融雪化冰AbstractBoththestrengthandconductivityoftheconcretecanbeimpro

3、vedbymixingthemwithshortcarbonfibersandtlliSkindoffunctionmater／aiiSsaidtobethecarbonfiberconductiveconcrete(cFcc)．WhentheCFCCiselectrified，itwillgiveoutheat．111econductiveconcretehasagreatfutureinshapeselfadjustmentofgreateoncr科estructure．theroom-heatinganddeicingontheroadsandbridgesinf

4、reezingarea．111efollowingconclusionshavebeenobtainedinthjSthesis：l1nledispersionofthecarbonfibersintheconcretewerestudiedandthebestpreparationtechniqueswereproposed；themainfactors，includingthecarbonfiberration,water／cementratio，thecuringage，thewatercontentandtheclassofthesand，whichinflue

5、ncetheconductivityofCFCC，werestudied．2)nemethodswhichearleliminatethepolarizationonCFCCwereinvestigated；thestabilityoftheresistanceandtheelectricheatinginCFCCwereanalyzed；thetemperaturesensibil埘ofCFCCwerediscussedbfiefly．3)Theelectric—heatinginduceddeformationoftheconcretebeamswithCFCCla

6、yerwerestudied．Therelationshipbetweenthetemperaturefieldinthebeamandtheelectricpowersupplywerestudied；theheatinginducedstrainsweremeasuredwithstraingaugesandthedeflectiondeformationoftheheamwascalculated．4)TheelectricheatingonalargerconcreteplateembeddedwimsmallCFCCblockswat'estudiedandt

7、hefeasibilityofputtingthemintheapplicationofdeicinginfreezingareawerediscussed．Keywords：carbonfiberconcrete，conductiveconcrete，electricheatingeffecLshapeadjustment,deicingⅡ声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与