CSG导电混凝土的电热性能研究-材料工程业毕业论文.docx

摘 摘 要 导电混凝土可用于地暖工程、道路工程以及桥梁负荷检测等领域，本论文通 过在普通混凝土中加入碳纤、钢纤维、石墨(Carbon fiberSteel fiberGraphite， CSG)形成导电混凝土，在施加电压的条件下，通过内部导电相的导电隧道作用使 混凝土变成具有良好导电性能的导体。导电混凝土的应用广泛，但掺加单一导电 相的导电混凝土在实际运用中无法兼具优良的电热性能和力学性能。本文通过实 验研究一种绿色、高效、节能的导电混凝土，在保证良好力学性能基础上获取优 良的导电发热性能。 通过评价CSG导电混凝土的力学性能、电阻稳定性以及电热性能对其综合使 用性能进行评价。在CSG导电混凝土的基本力学性能测定之后，采用预埋电极片 的方式成型CSG导电砼试件以便测定其电学性能，并对电极材料以及电极的铺设 方式对测定其电阻率的影响进行讨论；然后通过测定CSG导电混凝土的反复升温 过程中电阻率变化和温度变化，分析其电阻稳定性和升温稳定性，研究混凝土干 湿状态对其电热性能的影响；最后分析CSG导电混凝土的导电发热机理，并测定 其基本热性能参数比热，为CSG导电混凝土在实际工程中的应用提供了理论依据。 本文的主要研究内容及结论如下： (1)运用正交实验法进行CSG导电混凝土的配合比设计，以各导电材料因素 的不同掺量水平配制CSG导电混凝土并制作试件，以试件的电阻率作为试验指标， 确定各导电相掺量变化对于CSG导电混凝土导电性能的影响，最终确定各导电相 的最佳掺量并确定配合比为水泥：砂：水=1．00：2．58：0．49，并对其进行力学‘I牛-能测 试，结果表明该配合比满足规范对其力学性能的要求。 (2)使用铜片、铜网、不锈钢网这三种不同电极材料分别采用二极法(分左 右和上下)、四极法在试件中铺设电极片，通过测定这些CSG导电混凝土试件的 电阻率，比较出电极铺设方式和电极材料对测定导电混凝土电阻率的影响，根据 实验结果在不同的使用条件下合理选择电极材料及铺设方式。结果表明采用四极 法铺设电极，可有效避免极化效应带来的误差，测量的电阻率更为准确。通过不 同电极材质分析得出，铜片是导电性能最优的导电材料，导电率高且稳定。 (3)制作320mm×230mm×35mm的CSG混凝土板试件(模拟混凝土地板) 并对其通电升温，分析其在升温过程中的电阻稳定性，重复此过程验证CSG导电 混凝土重复使用性，并在不同干湿条件、不同低温环境下对其通电加热，分析环 万方数据 境温度和水分对CSG导电混凝土的电热稳定性的影响，并测定试件表面均匀分布 境温度和水分对CSG导电混凝土的电热稳定性的影响，并测定试件表面均匀分布 的各点的温度均匀性。结果表明，CSG导电混凝土大板试件在加热过程中具有良 好的电阻稳定性和发热均匀性。 (4)研究了CSG导电混凝土的导电发热机理并采用实验测定其基本热参数． 比热，用CSG导电混凝土大板进行了现场升温实验，对比分析CSG导电混凝土板 比热实际升温计算值与量热筒测定值，验证了CSG导电混凝土在工程实际中的应 用可行性。 关键词：导电混凝土，碳纤维，钢纤维，石墨，电热性能 万方数据 AB AB STRACT CSG fCarbon fiber and Steel fiber and Graphite)conductive concrete refers to t啪ing concrete into electric conductor with adding conductive material steel fiber, carbon fiber and graphite into concrete．Conductive concrete Can be applied to many ateas including self-checking of bridge structure，overweight detection，the melting of ice and snow and indoor heating and etc，However,concrete with single conductive Dhase fails to have both excellent warming and mechanical properties in practical use· The paper tries to build one kind of green，high-efficient and energy’saving conductive concrete by indoor experiment to keep excellent mechanical properties and gmn good cond