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1、2008年第4期混凝土与水泥制品2008No48月CHINACONCRETEANDCEMENTPRODUCTSAugust碳纤维导电混凝土在机场道面的应用研究缪小平,訾冬毅,范良凯(解放军理工大学工程兵工程学院,南京210007)摘要:从机场常用除冰雪方法入手,介绍了导电混凝土用于道面融冰化雪的作用机理、导电组分材料的选取和碳纤维的优良特性。结合机场飞行区道面的特殊性,通过对具体应用中碳纤维掺量及拌和要求、导电混凝土层厚度、电极布置和加热方案的选择等几个涉及工程实际问题的分析,阐明碳纤维导电混凝土作为新型功能
2、混凝土材料在机场飞行区道面融冰化雪中应用是可行的。关键词:导电混凝土;碳纤维;机场飞行区道面;融冰化雪中图分类号:TU528.58文献标识码:A文章编号:1000-4637(2008)04-41-050前言路横断面内的积雪。据中国民航总局统计数字显示,2007年1月29热融雪法是采用加热的方法使冰雪融化,该法普日16时至30日16时,因跑道结冰、积雪,贵阳、永州、遍具有效率低、操作费用高或不能满足道面强度需要宜昌、恩施、九江、安庆等6个机场关闭,造成全国等缺点。1000多个航班延误,150个航班取消,20个航
3、班返航化学融雪法是利用盐降低水的冰点,使积雪融化。或备降其他机场,30000余名旅客行程受到影响。受冰该法具有材料来源广泛、价格便宜、化冰雪效果好等特雪影响较为严重的长沙机场,因飞行区面积较大,跑道点,因而得到了普遍的应用。但撒盐法给混凝土路面结和飞机联络道完成除冰工作后,停机坪上仍积存大量构和环境带来了许多负面影响,主要是加大了钢筋的的冰,进出停机坪的飞机只能依靠地面拖车拖行。为加锈蚀和路面的剥蚀破坏、腐蚀汽车车身、污染周围环境快除冰速度,长沙、贵阳机场组织员工到停机坪进行人等等。世界上不少国家因使用融冰盐
4、,已造成道路、桥工除冰。梁等的严重破坏,需花巨额费用进行修复,经济损失巨[1]跑道和滑行道是飞机起降的“生命线”,必须达到大。民航有关标准才能起降。为了保障道路畅通和飞行安1.2导电混凝土融冰化雪的工作原理全,提高机场的运营效益,必需采取有效措施清除道面导电混凝土电热融冰雪的工作原理,是通过在普冰雪。通混凝土中添加适当种类和适当含量的导电组分材1机场常用除冰雪方法及导电混凝土的研究现状料,使混凝土变成具有良好导电性能的导电体。当与外1.1机场常用除冰化雪方法部电源连通后,导电混凝土产生热量(将电能转换成热机械
5、除雪法是利用机械清除路面冰雪,该法效率能),使路面温度升高。当路面温度升到0℃以上后,路高,适合于大面积机械化清除作业。但当气温较低时,面上的冰雪自动融化成水蒸发、流走,使路面无积雪、由于冰与路面之间的粘结力较大,单独使用机械除雪不结冰,从而保障道路畅通和行车安全。这一技术的应效果并不好,对冰面的清除也不彻底。另外,除雪机械用,不但有助于冬季道路畅通和行车安全,而且还能消受季节影响较强,使用频率低,一年中大部分时间被闲除融冰盐给混凝土结构及周围环境带来的负面影响。置,经济效益较差,有时还会导致交通中断。机械除
6、雪1.3导电混凝土的研究现状法所采用的除雪机械主要有抛雪车、吸雪车、推雪车和目前导电混凝土广泛应用的领域有:屏蔽无线电喷气除雪车等,但其除雪不彻底,机械使用效益低,成干扰、防御电磁波、断路器地合闸电阻、接地装置、建筑本较高。如喷气吹雪法在中型机场上工作一次的费用物的避雷设备、消除静电装置、环境加热、电阻器、建筑近六万元,而且机械在路面、机场跑道上工作时要中断采暖地面、金属防腐阴极保护技术、高速公路的自动监交通或飞机起降,易造成安全隐患。机械除雪法一般只控、运动中的重量称量以及道路和机场的冰雪融化等,能做到小雪
7、后24h、中雪后48h、大雪后72h内清除主工程上还可以利用导电混凝土的电阻率变化,对大型-41-2008年第4期混凝土与水泥制品总第162期[2]结构,如核电站设施与大坝的微裂纹进行监测。要制备具有良好导电性能的混凝土,导电材料的体积近年来,美、英、加拿大等国开展了有关导电混凝掺量应达到足以产生电导渗流的临界掺量,即渗滤阀[6]土及在桥梁路面融冰应用方面的实验研究。从能量守值,且其体积含量不宜超过渗滤阀值过多。恒的角度分析了导电混凝土电热层的厚度及不同布置2.2导电混凝土导电组分材料研究现状对混凝土路面融雪
8、化冰效果的影响。导电混凝土的导电相骨料应具有必需的导电性、加拿大的XieP和BeaudoinJJ认为,导电混凝土足够的机械强度和温度稳定性。同时能在组分局部过材料同时具有高的力学性能和好的导电性,并在实验热时具有抗氧化作用,它不应与胶凝材料发生化学反[3]室将它用于融雪化冰的实验。美国的YehiaS和应,导电相与胶凝材料的线膨胀系数值应相近,导电相ChristopherYTuan在总结了30余年来采
