添加钢纤维与石墨对混凝土电热特性之研究

摘要

传统混凝土的电阻率高,导电性低.当在混凝土中添加一定含量且具有导电成分如钢纤维、碳纤维或石墨等材料后,可改善其导电性.导电混凝土接上电源后,会产生电流并通过混凝土,由于混凝土的电阻值降低,电流通过时会产生热效应并提高混凝土温度,这种自热升温特性可应用路面除冰/防结冰、室内除湿或暖房效果.本研究旨在探讨混凝土添加钢纤维与石墨后之抗压强度与电热特性.采用固定水灰比0.5制作混凝土试体,配比中除固定添加粗粒料质量比2％的钢纤维外,并以细粒料质量比0％、5％、10％、15％及20％的石墨替代细粒料,依各种配比设计分别制作两种不同尺寸板状试体以测试其电学与热学特性.本研究分别使用外加交流电压48V、60V、110V及220V进行通电流,每5rmin记录电流与试体不同位置处的温度.试验结果显示导电混凝土的抗压强度低于普通混凝土,并随石墨替代细粒料含量的增加而降低;经过5h通电后之试体发现,电流强度随电压的增加而增加,电阻率随电压的增加而下降,当石墨替代细粒料5％～10％时,和其他试体比较其电阻率较低,导电效果较好,温度也较高.此外,在不同电压与试体配比之测试条件下,小试体的电热特性试验结果高于大试体.