石墨水泥砂漿注漿鋼纖維混凝土融雪及有限元模擬.pdf

1、冬季冰雪嚴重影響了機場跑道、道路和橋梁的暢通，給人民生產(chǎn)生活帶來巨大影響。傳統(tǒng)的融雪化冰方法存在各種弊端，導電混凝土法是一種新型的環(huán)保、高效的方法。GSIFCON是一種水泥基復合材料，是在水泥砂漿基礎上加入鋼纖維、石墨和阻銹劑等組成的復相導電混凝土。本文在前人研究的基礎上，對GSIFCON板電阻穩(wěn)定、電熱升溫、冬季室外融雪進行了實驗研究，同時根據(jù)傳熱學理論和材料參數(shù)，建立有限元模型進行了融雪實驗模擬。本文的研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面：

2、
　　 1.通過對GSIFCON板在不同功率下多次通電實驗，得出了GSIFCON在不同溫度條件下的電阻變化規(guī)律；同時實驗研究發(fā)現(xiàn)融雪實驗前后，GSIFCON電阻率保持很好的穩(wěn)定性。
　　 2.對GSIFCON板進行了交流升溫實驗，根據(jù)實驗測得數(shù)據(jù)計算出電阻及電阻率。實驗表明，在100 W/m2-300 W/m2的功率下板表面溫度每小時可以升溫6℃左右，說明了GSIFCON有著很好的電熱效果。同時理論分析了PTC(正溫度系

3、數(shù))效應和NTC(負溫度系數(shù))效應對GSIFCON板在升溫過程的影響。
　　 3.用GSIFCON板進行了兩次融雪實驗，取得了較好的融雪效果，表明GSIFCON是一種很好的電熱材料，可滿足冬季融雪要求。
　　 4.根據(jù)傳熱學理論，確定了融雪模型傳熱邊界條件；通過計算確定了GSIFCON材料相關參數(shù)。
　　 5.在以上工作的基礎上，建立了融雪有限元模型，通過數(shù)值模擬計算得出了融雪過程中的溫度場分布，并與實際實驗結果