钢渣对碳纤维导电混凝土抗渗及干缩性能研究

研究了碳纤维导电混凝土中掺加不同掺量和不同细度的水淬钢渣对其的抗渗性能及干缩变形特性的影响.结果表明,碳纤维导电混凝土中超细钢渣在一定掺量范围内可提高混凝土的抗渗性能,钢渣-碳纤维复合导电混凝土的干缩值要略大于普通混凝土.     

纤维增强混凝土导电性能的研究与应用

纤维增强混凝土的导电行为作为一个新的研究方向日渐成为研究热点。本文研究了碳纤维增强水泥混凝土的电导性能，讨论了纤维掺量和纤维长度对导电的影响，并通过扫描电镜观察，探讨体系导电行为与体系内碳纤维渗流结构关系。另外还研究了体系在三点弯曲负荷下，电阻相对变化与荷载挠度曲线对应关系。研究结果表明，碳纤维增强水泥混凝土材料结构中存在电导渗流现象，能够作为本征机敏材料反应试件受载时的应力应变关系。     

三相导电混凝土拌和工艺及配合比试验研究

选取碳纤维、石墨和钢纤维为导电相材料制备接地特性良好的三相导电混凝土,对其拌和工艺、配合比及接地特性进行了试验研究。结果表明,三相导电混凝土的最优配合比为:碳纤维掺量0.4%、石墨掺量2%、钢纤维掺量0.8%,按此配比制备的三相导电混凝土28 d抗折、抗压强度分别为6.1、36.5 MPa,电阻率为1.97Ω·m,符合接地材料力学性能和导电性能要求。电阻率在-10～60℃范围内的变化幅度为0.56Ω·m,随环境湿度变化电阻率的变化幅度为0.28Ω·m,具有优良的电阻稳定性。     

碳纤维混凝土(粗骨料)中纤维含量对其力学、压敏性能的影响

目前碳纤维水泥砂浆的研究很多，而对于碳纤维混凝土的研究较为少见。作为结构材料必须加入粗骨料。粗骨料的引入使碳纤维混凝土力学和压敏性能较碳纤维水泥砂浆有较大的不同。本文介绍了碳纤维混凝土的试验室配制工艺及其电阻测量方法，并在此基础上研究了碳纤维混凝土的力学、压敏特性。通过综合比较相同条件下不同纤维掺量的混凝土其力学和压敏性能，确定了较为合理的碳纤维掺量。     

三相导电混凝土强度及导电性能试验研究

为优化碳纤维-钢纤维-石墨三相导电混凝土中三种导电材料的组成比例,试验研究了三种材料掺量以及石墨细度对混凝土抗压强度和导电性能的影响,并通过灰关联分析得出三种材料对导电性能影响的显著程度。结果表明,碳纤维掺量越大,混凝土导电性能越好,当碳纤维掺量大于0.8%时,电阻率趋于稳定,当碳纤维掺量为0.4%时强度最大,初步确定碳纤维掺量为0.4%;电阻率与碳纤维掺量之间呈对数规律变化;养护龄期越长,导电性能越差,当龄期超过21d后,导电性能趋于稳定;石墨颗粒越细混凝土强度越低,导电性能越好,其中石墨细度为400目和600目时导电性能极为接近;随着石墨掺量的增大,抗压强度和电阻率逐渐减小,当石墨掺量超过8%时,导电性能趋于稳定。综合确定碳纤维、钢纤维和石墨掺量分别为0.5%、0.8%和5%时,混凝土导电性能最好,同时具有较高的强度;三种导电材料对混凝土导电性能影响的显著程度是:碳纤维石墨钢纤维。     

碳纤维水泥基复合材料的压敏特性研究

研究了内掺含活性化学物质的CCCW材料及碳纤维表面氧化处理后不同碳纤维掺量下水泥净浆试样在循环荷载作用下的压敏特性,并讨论了其压敏机理,分析了三种碳纤维掺量下试样压敏性能差异产生的原因。实验结果表明：添加CCCW材料和使用经浓硝酸处理后的碳纤维混凝土试样,在循环荷载下其电阻稳定性得到了有效提高,并且不同碳纤维掺量下试样的电阻和应力均存在较好的对应关系,碳纤维掺量为水泥质量的1．2％时,试样的压敏性最好。     

钢渣-碳纤维复相导电混凝土的试验研究

利用钢渣内含的导电相来改善碳纤维导电混凝土基材的导电性能,通过改变钢渣与碳纤维的掺量,对混凝土电阻率及抗压强度等性能的试验对比分析,可以发现,通过掺加适量的钢渣,在不影响混凝土导电性能的前提下,能明显降低碳纤维的掺量,并可适当改善混凝土的强度,有效降低导电混凝土的生产成本.     

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。     

石墨和碳纤维掺量对混凝土宏观性能的影响

主要研究不同掺量的石墨和碳纤维对混凝土宏观性能的影响,测试了导电混凝土的28d抗压强度、电阻率和工作性。结果显示碳纤维能够提高混凝土抗压强度,但其影响十分有限。在500目石墨中增加碳纤维的掺量能明显提高混凝土的导电性;掺入5 000目石墨比掺入500目石墨更能提高混凝土的强度和导电性;加入碳纤维之后,石墨粒径的变化对混凝土的强度基本没有影响,但对混凝土导电性的影响却不可忽略;在水灰比和导电相掺量相同的条件下,掺入5 000目石墨的混凝土比掺入500目石墨的混凝土的工作性更好。     

裂缝宽度对机场道面融雪除冰碳纤维混凝土导电性能影响的试验研究

碳纤维混凝土是极具应用前景的机场道面融雪除冰材料,而机场道面裂缝的普遍存在对碳纤维混凝土导电性能存在着严重影响。通过采用实际机场道面要求的混凝土配合比设计,在测试并优化选择碳纤维掺量的基础上,通过试验研究建立了裂缝宽度对碳纤维混凝土导电性能的影响关系。试验结果表明:随着裂缝宽度的增加,起初碳纤维混凝土电阻变化率与裂缝宽度呈线性关系;在临界的裂缝宽度之后电阻变化率大幅度上升,此临界裂缝宽度被定义为碳纤维混凝土有效导电临界宽度。机场道面融雪除冰碳纤维混凝土的有效临界宽度值在0.65 mm左右。     

导电混凝土电热除冰化雪的功率分析

分析了目前常用除冰化雪方法的利弊，介绍了导电混凝土电热除冰雪的工作原理；从能量守恒的角度分析了导电混凝土电热除冰雪的最低功率需求；实验测试了碳纤维混凝土电热功率与电压的关系，表明碳纤维混凝土通电后产生的热量能够满足冬季路面除冰化雪的需要。     

导电混凝土路面材料的性能分析及导电组分选择

综合国内外文献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理论基础，分析了导电混凝土路面材料应满足的基本性能要求，在分析常用导电组分材料增强混凝土的性能后，提出了用于制备导电混凝土跃同材料的理想导电组分。     

石墨导电混凝土在接地工程中的应用

为解决某接地工程中要求降阻材料具有低电阻率、同时还要有一定抗压强度特性的难点,在分析了导电混凝土的降阻原理、基本特性（如抗腐蚀性、长效特性）的基础上,制备了石墨导电混凝土。工程实际应用表明,石墨导电混凝土满足降阻材料和结构材料的双重要求,用石墨导电混凝土施工的接地装置的接地电阻不大于0．5Ω,现场试验28d抗压强度15．1MPa,均满足设计指标要求。     

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.     

融雪化冰用碳纤维导电混凝土的电阻变化特性研究

详细研究了用于路面融雪化冰的碳纤维导电混凝土在各种不同条件下电阻的变化规律,包括中长期冻融循环、升降温循环、常温加热、低温加热等,得到了融雪化冰时合适的电源类别,为导电混凝土用于路面融雪化冰的工程实际提供了重要指导。     

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.     

钢筋侧面电极导电发热混凝土的制作及性能研究

利用钢筋良好的导电性来制作碳纤维导电发热混凝土的侧面电极,并进行了相关的试验研究.通过研究发现此种侧面钢筋电极发热混凝土的电阻稳定期要比普通混凝土的固化时期长,电阻随电压的变化不是很明显,即电阻是比较稳定的.采用细不锈钢钢筋作侧面电极时导电发热混凝土的电阻率较低.电热试验表明此发热混凝土可以达到较好的发热效果.所做的研究将可以有效提高导电发热混凝土铺层的强度,促进其实际应用.     

导电混凝土研究进展

综合国内外文献分析了导电混凝土的导电机理,介绍了石墨、碳纤维、钢纤维及钢屑等常用导电组分材料及其导电混凝土的性能、导电混凝土电性能的影响因素,分析了导电混凝土的压敏性、温敏性、力电效应和电热特性的研究进展,介绍了导电混凝土在室内采暖、变电站接地网和电热除冰化雪中的应用,指出了目前导电混凝土研究和应用方面存在的不足。     

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。     

Fiber-reinforced asphalt-concrete – A review

Asphalt concrete (AC), a mixture of bitumen and aggregates, is a sensitive material compared to other configurations used in civil engineering. Therefore scientists and engineers are constantly trying to improve the performance of asphalt pavements. Modification of the asphalt binder is one approach taken to improve pavement performance. Nowadays, there are different materials that have been employed to reinforce asphalt concrete. Furthermore, fibers and polymers are two important examples used for this purpose. However, it has been claimed that among various modifiers for asphalt, fibers have gotten much attention for their improving effects. Different researchers reported the results of the addition of a large variety of fibers to asphalt concrete as fiber-reinforced asphalt-concrete (FRAC). Basically, fiber reinforcement is considered as a coin with two sides. One side includes the randomly direct inclusion of fibers into the matrix, i.e. asphalt concrete and/or Portland Cement Concrete slabs. Another side comprises oriented fibrous materials, e.g. Geo-synthetics family. It is emphasized that the former concept is not as well-known as the second. As a result, this paper is going to focus on the first side of the coin and to investigate FRAC materials modified by random fiber inclusion. Also, the effect of different fibers, mixing procedures and executive problems on asphalt concrete will be inspected. In this way, different literature reviews illustrated that the use of fibers in AC material has been involved with three dissimilar targets: mechanical improvement, preparation of electrically conductive mixtures, and creation of a new market to manage the waste fibers.