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摘要
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。
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单位西北工业大学; 空军工程大学
