钢筋电极发热混凝土的长期电阻性能研究

利用钢筋良好的导电性制作出导电发热用的混凝土,并进行了3年的长期试验研究.通过研究发现侧面钢筋电极发热混凝土的电阻稳定性要比上下式钢筋电极发热混凝土的电阻稳定性好.采用钢筋作上下式电极时,2～3倍的电阻变化量必须在设计中预先考虑,而制作侧面电极时基本上不需考虑电阻的长期变化.采用普通钢筋得到的电阻(率)稍高,说明普通钢筋产生了一定程度的锈蚀.在后期加热过程中,发现侧面电极板的电阻变化要低.     

不同施工工艺对钢纤维-石墨导电混凝土薄板电阻率的影响

针对掺入一定量钢纤维-石墨的导电混凝土薄板,探讨不同的搅拌方法、电极距离和电极布置方式对导电混凝土薄板电阻率的影响。结果表明,干拌的搅拌方式更有利于导电材料的均匀分布;导电混凝土薄板的电阻随间距的增大而增加,但其电阻率则基本不变;上下式电极导电混凝土薄板的发热功率是左右式电极的80.3倍。综合考虑,采用干拌方式的上下式电极导电混凝土薄板为最优的施工方案。     

接触电阻对导电混凝土电热特性的影响

从理论和实验两方面讨论了接触电阻对导电混凝土测试电阻和电热效应的影响。研究结果表明，不同材料和不同布孚形式的电极与导电混凝土之间的接触电阻不同，在相同的外部电热功率作用下，导电混凝土板的升温速率和升温幅度不同，板内温度分布规律也不同；采用在混凝土中预埋带有孔洞的不锈钢板电极可以有效地减小接触电阻，从而获得良好的电热效应。     

钢筋混凝土的银电极阳极氧化除氯

混凝土孔溶液中存在的超临界氯离子含量的氯化物会加速混凝土中钢筋的锈蚀,为此提出了银电极阳极氧化除氯方法.结果表明,经过银电极阳极氧化除氯后,混凝土孔溶液中氯离子含量降低,钢筋极化电阻(Rp)提高,混凝土电阻(Rc)、钢筋钝化膜电阻(Rf)、钢筋钝化膜电容(Cf)及钢筋混凝土扩散阻抗系数(σ)得到改善,有效地提高了混凝土中钢筋的抗锈蚀性能.     

电极工作面积和孔隙液pH值对钢筋脱钝临界氯离子浓度的影响

基于模拟混凝土孔隙液中的钢筋脱钝试验,揭示了钢筋电极的工作面积和模拟混凝土孔隙液的pH值对钢筋脱钝过程中开路电位、极化电阻和腐蚀电流密度的影响规律,确定了不同钢筋电极工作面积和pH值条件下钢筋脱钝的临界氯离子浓度,分别建立了钢筋电极工作面积和模拟混凝土孔隙液pH值与钢筋脱钝临界氯离子浓度之间的定量关系.结果 表明:随着钢筋电极工作面积的增大,钢筋脱钝的临界氯离子浓度降低;随着模拟混凝土孔隙液pH值的增加,以自由氯离子浓度[Cl-]表征的临界氯离子浓度增加,而以[Cl-]/[OH-]表征的临界氯离子浓度降低;与开路电位和极化电阻相比,钢筋脱钝过程中腐蚀电流密度的突变点更加明显.     

高级脂肪酸对混凝土中钢筋锈蚀抑制作用机理研究

通过毛细吸水试验和氯离子电迁移试验,研究了高级脂肪酸对混凝土抗渗性及抗氯离子渗透性能的影响。通过电化学测试和X射线衍射测试,分析了高级脂肪酸对混凝土中钢筋锈蚀抑制作用机理。研究结果表明:高级脂肪酸可提高混凝土的孔隙电阻及钢筋电极反应的电荷转移电阻,降低腐蚀电流密度,从而抑制钢筋的锈蚀趋势。同时,高级脂肪酸可与水泥水化产物发生反应,生成表面张力较小的脂肪酸盐,降低水分及侵蚀性离子向混凝土中的迁移渗透速率。     

水灰比和矿物掺合料对混凝土结构中钢筋极化电阻的影响

采用加速渗透试验方法和埋入式自制CB型氯离子传感器和MB型参比电极研究了水灰比和矿物掺合料组合对6组混凝土结构中钢筋极化电阻Rp的影响。研究表明:当水灰比为0.35时,混凝土在25 h内可保持较高的极化电阻钢筋,钢筋严重锈蚀要60 h,而水灰比为0.40和0.45混凝土中的钢筋极化电阻则持续下降,特别是对于水灰比较高的混凝土试件,氯离子渗透时间超过18 h后,钢筋已严重锈蚀。矿物掺合料有助于减缓钢筋的锈蚀,且复掺粉煤灰和硅灰效果最佳,复掺粉煤灰和矿渣次之;且掺有矿物掺合料混凝土试件中钢筋极化电阻都大于未掺矿物掺合料混凝土试件。当钢筋极化电阻下降至2.7×105Ω.cm2时,继续加速,钢筋极化电阻Rp值会突然下降,钢筋开始锈蚀,钢筋钝化膜发生了破坏,结论认为钢筋极化电阻Rp值为2.7×105Ω.cm2是钢筋在混凝土中钝化膜破坏的临界点。     

混凝土中钢筋的电解液加速腐蚀方法

电解液腐蚀方法常用于诱导混凝土中钢筋的腐蚀以便加快腐蚀速度.为评价电解液腐蚀方法应用于混凝土中钢筋加速腐蚀的有效性和误差范围.在不同厚度混凝土中的光面钢筋的试验结果显示,实测腐蚀率与基于法拉第定律所计算的理论腐蚀率相符合.腐蚀过程中测量了电阻.结果显示实测电阻随累积腐蚀率变化.腐蚀初期电阻快速增大至其最大值,但随之又快速下降,再缓慢降低,直至在其最小值附近变化趋于停止.与前期研究结果的比较显示,光面钢筋与变形钢筋表现出相似的电阻-腐蚀率关系.     

碳纤维-石墨导电混凝土力学性能及受弯机敏性研究

为研究导电混凝土受弯过程的机敏性,在混凝土中掺入碳纤维和石墨来改善其力学及机敏性能,试验研究了掺碳纤维和石墨导电混凝土的力学性能,建立了导电混凝土在受弯过程中荷载-挠度-电阻变化率的关系。在导电混凝土中适量用石墨代替碳纤维,可在不影响其力学性能的同时提高导电混凝土机敏性,对石墨-碳纤维导电混凝土挠度-电阻变化率进行拟合,得到挠度与电阻变化率关系的经验公式,且相关性较好。     

用丝束电极模拟研究混凝土中钢筋的锈蚀

用丝束电极模拟混凝土中钢筋表面的不同位置,研究了浸于pH=12,浓度为10％的NaCl溶液中直至9d的混凝土中钢筋的锈蚀状况．通过测量丝束电极的自然腐蚀电位、极化电阻、腐蚀电流,以及在丝束电极探头附近混凝土的密实性、孔溶液的pH值和Cl^-含量的取样分析,研究了由于混凝土的不均匀性造成Cl^-在其中扩散的不均匀性所致的钢筋锈蚀状况．结果表明：混凝土保护层越厚,则电极自然腐蚀电位越高,钢筋实际锈蚀状况也越轻;在混凝土密实性较高区域的孔溶液PH值相对较高,Cl^-含量较低,由于该区域电极的自然腐蚀电位较高,因而电极的实际腐蚀状况较轻,而在混凝土密实性较低的区域,情况则刚好相反．     

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，这样一些研究为碳纤维导电混凝土的工程应用打下了坚实的理论基础。     

Research on the conductive asphalt concrete’s piezoresistivity effect and its mechanism

The piezoresistivity effect of conductive asphalt concrete (CAC) and mechanism of the effect are analyzed in this paper. Experimental results show that the applied stress or strain could have a great influence on the resistance of conductive asphalt concrete, and this influence is called the piezoresistivity effect. The piezoresistivity effect reflects the microstructure change of asphalt concrete. The piezoresistivity mechanism of CAC is studied through the research on the conductive substance and conductive mechanism of carbon fiber and graphite modified asphalt concrete. A series-wound model is built to interpret the piezoresistivity effect. This model explains why CAC has a piezoresistivity effect. The number of electronic carriers in the interior structure influences the electrical property of CAC and this number would change in different loading conditions. Therefore, the piezoresistivity effect of CAC can be analyzed by electronic carriers’ number and the relationship between resistivity and number of electronic carriers is the inverse ratio.     

风淬钢渣用于制备导电混凝土的试验研究

考虑到风淬钢渣含有较多的导电组分以及具有较好的颗粒特征,将其用于配制导电混凝土,并探讨其相关的电学性能和力学性能．研究结果表明,用风淬钢渣配制的混凝土具有较低的体积电阻率和优异的力学强度,且其体积电阻率随龄期的增长保持了比较好的稳定性．     

氧化锌半导电粉料的研究

以ＺｎＯ粉料为主体，添加多种金属氧化物粉料，通过混料，高温热处理，研磨过筛，测试伏安特性，探索半导化程度和添加物对电阻率的影响，得到一种ＺｎＯ半导电粉料，可用于大电机线棒防晕半导漆的填料。     

水泥基石墨钢纤维复合材料性能研究

利用钢纤维和石墨为导电相,采用水泥砂浆渗浇方法,成功配制出水泥及导电复合材料,即石墨水泥砂浆渗浇钢纤维混凝土(Graphite Slurry Infiltrated Fiber Concrete,简称GSIFCON)。研究了石墨和钢纤维掺量对GSIFCON电阻率的影响规律,以及GSIFCON通电升温规律。试验结果表明,石墨及钢纤维掺量对GSIFCON电阻率的影响均有明显的渗滤阈值存在。当石墨和钢纤维掺量在达渗滤阈值时,可使GSIFCON的电阻率降低约100倍。在66.66V/m电压降的绝热条件下,GSIFCON的温升速度可达10℃/h左右。本文对GSIFCON材料的电阻率变化机理进行了分析,提出了GSIFCON导电原理模型。     

Induction heating of electrically conductive porous asphalt concrete

In this research, an electrically conductive porous asphalt concrete, used for induction heating, was prepared by adding electrically conductive filler (steel fibers and steel wool) to the mixture. The main purpose of this paper is to examine the electrical conductivity and the indirect tensile strength of this conductive porous asphalt concrete and prove that it can be heated via induction heating. It was found that, to make porous asphalt concrete electrically conductive, long steel wool with small diameter is better than short steel fibers with bigger diameter. However, steel fibers with short length and big diameter have better strength reinforcement capability than steel wool with long length and small diameter. It was also proved that conductive porous asphalt concrete containing steel wool can be easily heated via induction heating. Finally, 10% (by volume of bitumen) of steel wool type 000 was proposed as an optimal content in porous asphalt concrete to obtain an optimal conductivity, a good induction heating rate and an acceptable indirect tensile strength. It is expected that the autogenous healing capacity of asphalt concrete will be enhanced with the increase of temperature during induction heating.     

钢渣混凝土的导电性研究

试验研究了风淬钢渣混凝土的导电性。研究结果表明风淬钢渣对混凝土的导电性具有明显改善作用,随钢渣掺量增加,混凝土的电阻率降低，电阻率的稳定性提高，对固化龄期和含水量的敏感性降低。钢渣粉磨可进一步降低混凝土电阻率,磨细时间越长,电阻率降低越明显。     

两性接枝共聚物超塑化剂对水泥早期水化的影响

采用水化热测定仪及非接触式电阻率测定仪研究了两性羧酸类接枝共聚物超塑化剂(SSP)对硅酸盐水泥水化热性能及交变电场下电阻率的影响.结果表明:SSP在不延缓水泥正常凝结的前提下,能有效降低水泥早期水化放热量和水化放热速率,延缓水化放热峰值出现时间.SSP掺量为0.3%(质量分数)时,同空白水泥浆体相比,其1 d水化热降低了83%,水化热峰值出现时间延缓了20 h,最高水化放热速率降低了将近50%.SSP使水泥浆体的电阻率平衡期延长,且SSP掺量高的水泥浆体在凝结硬化阶段具有较大的电阻率增长斜率.     

碳/玻璃纤维混合编织网增强混凝土电热融冰试验

利用碳/玻璃纤维混合编织网的电热性能,开展了碳/玻璃纤维混合编织网增强混凝土的电热融冰试验研究。结果表明:碳/玻璃纤维混合编织网通电后可以形成稳定的导电加热网络,低电压下即可迅速产生热量使混凝土温度上升,升温过程中电阻率稳定,融冰效果较好。通过分析环境温度、冰层厚度、加热功率等因素对于能耗及融冰效率的影响,为实际应用中的功率控制提供了依据。