【摘要】：我國北方地區(qū)冬季降雪量大,道路易積雪結冰,對于行車安全及運輸效率極為不利�，F有道路除冰方法均存在一定的局限性,快速、高效、徹底的進行道面除冰,對保障冬季行車安全與效率具有重要意義�，F今將微波加熱技術應用于道路除冰技術,通過微波加熱路面融化冰雪能夠實現快速高效的除冰目的。本文將粉煤灰、羰基鐵粉、氧化鐵粉和磁鐵礦石摻加到水泥混凝土中,研究不同材料、不同摻量對混凝土力學性能及微波除冰效率的影響。摻加這些材料基本未對混凝土力學性能產生不利影響。摻加磁鐵礦石能提高混凝土力學性能。對于混凝土力學性能來說,氧化鐵粉最佳摻量為3%,羰基鐵粉為5%,摻氧化鐵粉優(yōu)于羰基鐵粉。研究微波除冰效率時,發(fā)現距離發(fā)射端8cm內,混凝土升溫快速,隨著深度的增加升溫速率降低。微波除冰時,羰基鐵粉混凝土熱量集中在近表面,除冰效果好,其次為15%粉煤灰混凝土。最后,研究微波照射下不同材料對混凝土耐久性的影響。微波照射產生的溫度變化使混凝土的吸水率變大,摻1mm-2mm磁鐵礦的混凝土吸水率增大45.9%。微波融化條件下,摻加吸波材料不會加劇混凝土鹽凍破壞程度。摻加氧化鐵粉的混凝土在微波照射下鹽凍損傷更大,而摻加磁鐵礦的混凝土在不同條件下性質更穩(wěn)定。
【圖文】：

機械法采用機械裝置直接作用于積雪路面鏟除冰雪的一種方法，是較為常見的除雪方法，除雪車按結構分為犁式，轉子式，刷式。這些大型除雪設備除雪效率高，機械化程度高，但對于冰層與路面緊密結合的積冰道路，除雪車無法直接有效的分離冰層與路面。此外機械法中機械力較大，容易對路面造成物理破壞。（2）化學法化學法是通過鋪撒融雪劑來降低路面上溶液的凝固點，延遲冰層和路面之間的粘結形成，達到除冰雪的目的。除冰鹽一般含有氯化鈉（NaCl）、氯化鎂（MgCl2）和氯化鈣（CaCl2）等，但多數融雪材料在低溫下除雪效果一般，且鹽會隨融化的雪水流至道路兩側，易導致混凝土路面及周邊混凝土附屬設施嚴重剝蝕，降低路面力學性能，另外融雪材料隨融化的冰水流動至道邊易造成環(huán)境污染，，對植被生長不利[7]。（3）熱力法熱力法是加熱道路內部能夠被加熱的材料，道路表面升溫融冰化雪，從而除去冰雪，根據加熱方式的不同分為內加熱和外加熱。

圖 1-2 電磁波譜圖1.2.2 微波加熱微波加熱依靠物體自身吸收微波并轉換成熱能，達到自身整體升溫的目的。傳統加熱方式的原理是熱傳導、對流和輻射。其熱量從外部的加熱裝置傳至材料，熱量在材料內也是由表及里進行傳遞，導致材料內外存在溫度梯度。所以傳統加熱方式容易加熱不均勻，使材料局部過熱。微波加熱技術是材料在外加交變電磁場作用下，介質內極性分子極化，在電磁場的作用下呈有序性排列，改變了其原有的隨機分布的取向。外加交變電磁場極性變更，有序的極性分子排列隨之改變取向，如此進行往復運動。由于微波的高頻特性，眾多的極性分子頻繁轉向(約 108次/s)導致分子間相互摩擦碰撞產生大量的熱，使電磁能轉化為熱能，從而使材料短時間內迅速升溫[16]。不需一般的熱傳導過程，微波就能對材料整體同時加熱，使內外同時升溫，且加熱速度快、加熱均勻，耗能僅為一般加熱方式的幾分之一甚至幾十分之一。微波加熱具有以下幾個特點[18]：
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：U418.41

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本文編號：2642241