碳纤维导电混凝土道面机场除冰雪的应用研究

从目前机场道面融雪化冰的基本方法以及所存在的问题入手,介绍了导电混凝土电热除冰雪的工作原理和制备导电混凝土的基本原理,分析了碳纤维导电混凝土道面材料应满足的基本性能要求;结合机场飞行区道面的特殊性,提出了碳纤维导电混凝土在机场道面中应用所具备的条件。

碳纤维导电混凝土在机场道面的应用研究

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混凝土材料在机场飞行区道面融冰化雪中应用是可行的。

碳纤维导电混凝土在路面除冰雪中的应用研究

首先研究了碳纤维混凝土的导电性和电热特性,然后在此基础上,进行了碳纤维导电混凝土板实验室除冰和野外化雪的研究.研究结果表明,利用碳纤维导电混凝土在通电后产生的热量,可有效地清除路面上的冰雪.这一技术的应用,不但将有助于确保冬季道路畅通和行车安全,而且还可避免除冰盐给混凝土结构和环境带来的负面影响.

纤维增强机场道面混凝土耐久性能研究与评价

对比研究了高强改性聚酯(FC)纤维、聚乙烯醇(PVA)纤维、耐碱玻璃(AR)纤维的掺量(1.0、1.2、1.4 kg/m^(3))对机场道面混凝土抗冻、抗冲击和抗裂性能的影响,并采用TOPSIS综合评价法优选出了最佳的纤维种类和掺量。结果表明:与空白组相比,掺纤维混凝土的抗冻、抗冲击和抗裂性能均有所提高;随着纤维掺量从1.0 kg/m^(3)增至1.4 kg/m^(3),试件的相对动弹性模量、破坏冲击次数比和裂缝降低系数均增大,质量损失率和裂缝总面积均减小;与AR、PVA纤维相比,掺加1.4 kg/m^(3)的FC纤维对混凝土耐久性能的提升效果最好。

炭黑-碳纤维导电高性能混凝土电热性能研究现状

炭黑-碳纤维导电高性能混凝土是一种具有良好电热性能的材料。通过掺入炭黑和碳纤维,可以提高混凝土的导电性和自加热能力。炭黑-碳纤维导电高性能混凝土在道路桥梁融雪、室内升温和结构健康检测等领域有广泛应用。然而,混凝土的电热性能受到多种因素的影响,如导电材料的含量、类型和分布,以及外界因素的变化。目前,该材料的研究已取得一定进展,但仍需解决导电材料选择和配比、电热性能测试和评价、电热系统设计和控制、耐久性和稳定性等问题。文章对导电高性能混凝土电热性能影响因素进行了分析探讨,研究了导电高性能混凝土的应用领域,并对这些研究成果及相关应用进行总结。

复掺石墨和碳纤维对导电混凝土性能的影响

设计试验并概述了复掺石墨和碳纤维的导电沥青混凝土的制备流程,分析了碳纤维掺量、石墨种类和电阻率之间关系,并探究材料导电机制;通过室内性能试验分析了碳纤维掺量和石墨种类对混凝土路用性能的影响。试验结果显示,在混凝土中掺加适当的碳纤维、石墨能使混凝土结构内形成导电链并表现出导电性能,其中掺加石墨会对混凝土的路用性能产生一定负面作用,而碳纤维的掺入能够改善混凝土的水稳定性、高温稳定性和低温性能。

碳纤维不同掺量对混凝土导电性能的影响分析

为更好地掌握碳纤维混凝土的导电性能发展规律,促进碳纤维混凝土在机场跑道融雪化冰、电磁干扰屏蔽、防静电等领域的科学应用,对不同碳纤维掺量条件下的三种不同强度等级的混凝土开展试验。分别对碳纤维混凝土的坍落度、强度、电阻的变化与碳纤维掺量的关系进行了研究,并分析了碳纤维混凝土电阻与养护期龄的关系,得出了碳纤维混凝土导电性能的变化规律并对其原因进行了分析。试验结果表明:随碳纤维掺量的增大,混凝土坍落度急剧减小;混凝土强度随碳纤维掺量的增加而下降;随碳纤维掺量的增加,混凝土的电阻减小,导电性能增强,当掺入碳纤维质量分数达0.7%以上,混凝土的电阻值较稳定;碳纤维混凝土电阻随养护龄期而减小,21 d后基本达到较稳定的阻值。

机场纤维混凝土道面钢筋黏结强度及抗裂性能试验研究

将高强改性聚酯纤维和聚乙烯醇纤维分别按1.0 kg/m^(3)、1.2 kg/m^(3)、1.4 kg/m^(3)的掺量掺入混凝土中制作试件进行黏结强度和抗裂试验,并将试验结果与未掺纤维混凝土试件试验结果进行对比,测试机场道面混凝土中掺加高强改性聚酯纤维和聚乙烯醇纤维后混凝土与钢筋的黏结强度及混凝土表面裂缝长度和宽度,分析掺纤维对混凝土与钢筋黏结强度和抗裂性能的影响。结果表明,掺纤维混凝土的钢筋握裹强度均大于未掺纤维混凝土,纤维掺量达到1.2 kg/m^(3)时混凝土与钢筋的黏结强度最大,纤维掺量大于1.2 kg/m^(3)时黏结强度随纤维掺量的增加而降低;掺加纤维可提高机场道面的抗裂性能,高强改性聚酯纤维掺量为1.4 kg/m^(3)时,混凝土试件表面无裂缝,抗裂效果最佳;采用掺量为1.4 kg/m^(3)的高强改性聚酯纤维混凝土,机场道面的综合性能最优。

碳纤维线电热混凝土道面板温升速率影响因素显著性分析

碳纤维线电热混凝土道面板的温升速率与多种因素有关,为了研究"工作电流强度""发热线布置埋深""发热线间距"3个因素对混凝土道面板温升速率影响的显著性,运用ANSYS建模进行试验并获取数据,采用正交法和响应面法进行数据分析,并通过现场试验进行验证。正交法所得埋深的F值为13.634,间距的F值为25.605,工作电流强度的F值为14.431;响应面法所得埋深的P值为0.037 5,间距的P值为0.012 6,工作电流强度的P值为0.015 0。通过分析可以发现3个因素对于混凝土板温升速率的影响都较为显著,且显著性大小顺序为B(碳纤维线间距)>C(工作电流强度)>A(碳纤维线埋深),由DX软件分析得到温升速率的拟合方程:α=2.73-0.077A-0.099B+0.096C+0.008AB+0.013AC+0.01BC-0.097A2+0.028B2-0.063C2,并由此得到碳纤维发热线间距为80mm,埋深为50~90mm,工作电流强度为0.5~1.0A时,道面板温升速率满足融雪化冰要求。

石墨-碳纤维复合导电沥青混凝土力学性能研究

针对传统导电沥青混凝土路用性能不佳的问题,采用石墨与碳纤维制备了复合导电沥青混凝土,并通过动态蠕变试验、Overlay Tester试验及马歇尔试验对比分析了普通沥青混凝土、石墨导电混凝土以及复合导电混凝土的力学性能,结果表明:在相同加载条件下,石墨-碳纤维复合导电混凝土的蠕变累积应变比最小,在动态稳定阶段的蠕变速率最低,且在加载次数内未进入破坏阶段,复合导电混凝土具有优良的高温稳定性。石墨-碳纤维复合导电混凝土的抗裂循环次数和总断裂能均大于石墨导电混凝土和普通沥青混凝土,复合导电混凝土抗裂性能最优,可以有效延缓反射裂缝扩张。石墨对于沥青混凝土的水稳定性具有不利影响,而石墨-碳纤维复合导电混凝土与普通沥青混凝土的残留稳定度比及冻融劈裂强度比相当,能够满足行业规范的技术要求。

碳纤维改性道面混凝土微波除冰效率研究

基于混凝土吸波发热特性的微波加热道面除冰是一种环保、经济的道面除冰方法,但普通混凝土受微波加热效率较低,这限制了微波除冰的效果。为解决混凝土吸波发热效率低的问题,通过在混凝土中掺入不同长度及掺量碳纤维材料的方法提高道面混凝土吸波发热效率,试验研究了不同碳纤维长度及掺量对吸波发热效率的耦合影响,采用自主研发的开放式微波除冰车和光纤温度传感器对试验技术进行改进,并对试验结果进行了理论推导和机理分析。结果表明:将一定量的碳纤维掺入混凝土中能够提升其吸波发热效率,提升幅度随碳纤维的掺量及长度的变化而变化,合理运用碳纤维对混凝土进行改性可以达到对路面进行微波除冰的目的;试件吸波发热的前期热量需要向下传导,温度上升较慢,热量传导平衡后,温升速率逐渐趋于一个定值,温度稳定上升;碳纤维改性混凝土有一定的温敏性,其电磁参数和导热参数随着温度变化而变化,相关参数的求解方程为超越方程;在一定范围内,试件的温升速率随掺入碳纤维长度及掺量的增大而升高,但当碳纤维掺量过大时,反而会抑制其吸波发热效率,碳纤维长度与掺量对混凝土吸波发热效率的影响具有复合作用,碳纤维掺量为2‰,长度为0.6 mm时,温升速率最高,可达0.68℃/s,较普通混凝土提高4.8倍。

FC纤维混凝土在机场道面施工中的应用

长期以来,机场道面经常出现断角、断板、掉边等现象,产生大量砂粒,容易造成发动机、轮胎损坏,甚至导致飞机发生事故。而采用FC纤维混凝土能有效解决道面龟裂破坏、道面耐久性病害等问题,显著减少飞机运营过程中FOD的产生,降低机场道面的维护成本和难度。基于此,文章深入研究了FC纤维混凝土在机场道面施工中的应用。

改性竹纤维高韧性混凝土板廊道楼面施工关键技术

通过大量工程实践,创新提出了改性竹纤维高韧性混凝土板廊道楼面施工关键技术,成功解决了其在廊道楼面施工的技术难题,使原来仅用于装饰的非承重构件,改变成为主体结构承重楼面构件,极大减轻了楼面荷重。该技术施工简便,可操作性强,质量容易保证,具有极大的实用价值和推广应用前景。

机场道面碳纤维改性混凝土吸波发热效率研究

为了探究碳纤维改性混凝土在微波照射下的吸波发热效率,进一步提升机场道面混凝土微波除冰效果,制备了不同碳纤维长度(0.1cm、0.3cm、0.6cm)及体积掺量(1‰、2‰、3‰)的改性混凝土试件,通过开展微波下混凝土的温度分析试验,系统分析了碳纤维改性混凝土在微波照射下吸热效率、温度上升及其综合分布情况,通过实际冰层微波照射进行检验,并通过四电极法对试件电阻率进行测量。结果表明:在混凝土基体中掺入碳纤维具有减小微波吸收率和提升微波利用率的双重作用;增加碳纤维长度及掺量均可使吸波发热区由椭圆形态变为“狗骨状”形态;提高碳纤维长度及掺量均能使改性混凝土发热效率提升;相较于增大掺量,增加长度对提升碳纤维改性混凝土吸波发热效率、扩大发热面积效果更加显著;当碳纤维长度为0.6cm、掺量为2‰时改性混凝土的试件电导率最小,吸波发热效率最优,温度分布面积最广。

融雪化冰用碳纤维混凝土的导电性能研究

阐述了将用于路面融雪化冰的导电性能优良的碳纤维混凝土的制作过程 ,特别说明了一种效果较好的电极的制作方法 ,并通过实验分析了该种导电混凝土电阻率与碳纤维的种类、电极大小的关系以及电阻随龄期及温度的变化情况 ,结果说明制作出的导电混凝土具有良好的性能 ,可用于工程实际。

硅灰对碳纤维导电混凝土电阻率和强度的影响

利用硅灰来改变用于融雪化冰的碳纤维导电混凝土的性能。通过体视显微镜对纤维的分散性进行了对比研究,通过对电阻率、抗压强度、抗折强度的分析,可以发现,硅灰能有效降低碳纤维导电混凝土的电阻率,适当提高导电混凝土的抗压强度和抗折强度,故可有效降低碳纤维导电混凝土的制造成本。

机场道面合成纤维混凝土的耐久性

为了提高道面混凝土的耐久性,在室内对单丝聚丙烯、网状聚丙烯和聚丙烯腈纤维混凝土进行了抗渗性、抗冻性和耐磨性试验。抗渗性试验采用静水压力法和氯离子渗透法,抗冻性试验采用快冻法,耐磨性试验采用滚珠轴承法。试验结果表明：当纤维体积率为0·10%时,合成纤维混凝土的抗冻性和抗渗性比普通道面混凝土提高了40%~160%,纤维混凝土的耐磨度比普通混凝土提高了23%~50%;合成纤维的体积率为0·15%~0·18%时,混凝土的抗渗性与抗冻性最好。

电极对碳纤维导电发热混凝土性能的影响

研究了四电极法和埋入电极法得到的电阻差异性规律,同时也研究了埋入不锈钢片电极及埋入网状电极在电阻率、电热效果方面的差异,提出了可采用上下式电极来制作导电发热混凝土的方案,并将路面融雪化冰用碳纤维导电混凝土所需的碳纤维体积含量降低到了0.22%,不仅可以大幅降低制作发热混凝土的成本,而且还可以提高发热混凝土铺层的强度。

炭黑导电混凝土和碳纤维炭黑导电混凝土电热试验

目的为开发出融雪化冰或室内升温用的新型功能混凝土材料,研究炭黑导电混凝土(Carbon Black Conductive Concrete)和复掺碳纤维炭黑导电混凝土(Carbon fiber-carbon Black Diphasic Conductive Concrete)的导电性能以及电热效应.方法通过制作两种材料插有电极的立方体混凝土试块并测量记录不同龄期下的电阻率,比较分析两种材料的导电性能,并考虑碳纤维对导电性的影响作用.将两种材料试块分别串联进直流电路中,观察其通电发热情况并比较发热效果和电阻率的变化情况.结果相对于炭黑导电混凝土,复掺碳纤维炭黑导电混凝土的导电性更好,其中炭黑掺量为1%、碳纤维掺量为2%的试块电阻率低于100Ω·cm.两种材料通电发热速率均比较稳定且升温效果较好.单掺炭黑导电混凝土试块电阻率随通电时间延长变化较稳定,而复掺碳纤维炭黑试块电阻率受极化效应影响较大.结论相对于单掺炭黑导电混凝土,复掺碳纤维炭黑导电混凝土有更好的导电性,但其电阻率稳定性还有待研究.而单掺炭黑导电混凝土在通电发热试验中,其电阻率变化较小,具有较好的电阻率稳定性.

碳纤维导电混凝土的交直流电性能对比研究

本文探讨了将用于路面融雪化冰的导电性能极好的高掺量碳纤维导电混凝土在交直流电作用下的性能。分析了不同数量级的电阻在用交直流电和万用表测试时的差别 ,研究了电阻随交直流电压变化而变化的情况 ,比较了高掺量碳纤维导电混凝土板在交直流电作用下不同的升温效果 。