[发明专利]导电混凝土、制造方法、加热系统及融化冰雪的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含导电加热装置的导电混凝土，尤其是一种利用导电混凝 土及导电加热装置以化除冰及雪在道路及人行道上累积的除冰系统。

背景技术

由于混凝土具有优良的物理力学性能，因此在世界各国得到了广泛的应 用，例如在公路、城市道路和机场就大量修建了混凝土路面。这些基础设施的 建设和营运，对国民经济的整体发展有着不可轻忽的作用。

大量的调查和研究显示，路面状况的好坏是影响道路交通的重要因素。一 年四季的更替，天候条件的变化，影响着路面状况、道路通行能力和行车安全。 特别是在寒冷的冬季，当混凝土路面因降雪而积雪结冰时，常给道路的畅通和 行车安全带来严重的影响，甚至造成道路和机场关闭，给客货运输带来不便， 因而造成了巨大的经济损失。因此，为了保障道路畅通和行车安全，并提高道 路和机场的营运效益，采取快速有效清除路面冰雪的措施，便成为各国在寒冷 地区冬季道路保养上的一项重大工作。

图1显示，冬季除冰雪的方法归纳起来可有两大类：清除法和融化法。清 除法又可分为人工清除法和机械清除法两种；而融化法包括化学融化法和热融 化法。其中热融化法是采用加热的方法使冰雪融化，如地热管法、电热丝法、 热液法、红外线灯照加热法等，然而热融化法普遍具有效率低、操作费用高且 不能满足桥面强度需要等缺点，仅在一些试验研究路面和桥梁中使用。

目前实际应用于除冰化雪的方法主要包括人工清除法、机械清除法和化学 融化法：

人工清除法：即通过人工的方法来清除积雪，虽然此方法对积雪清除较彻 底，但其效率低、费用高、影响车辆通行及行车安全、且不能长时间作业，故 此方法主要适用于小雪及困难路段的积雪清除。

机械清除法：即利用机械清除路面冰雪，此方法虽然效率高且适用于大面 积的清除作业，但当气温较低时，由于冰与路面之间的黏结力较大，若单独使 用机械除雪则效果并不好，且对路面清除较不彻底，另外，除雪机械受季节影 响甚大，使用频率低，经济效益较差，而且有时还会导致交通中断。

化学融化法：即借着在路面上喷洒化学药剂使冰雪融化，目前世界各国主 要通过撒盐【如氯化钠(NaCl)、氯化钙(CaCl2)等】来融雪化冰。此方法利用 盐降低水的冰点，使积雪融化。由于此方法具有材料来源广泛、价格便宜、化 冰雪效果好等特点，因而得到了广泛地应用。然而，此种撒盐的方法会给混凝 土路面结构和环境带来甚多负面效应，包括使钢筋或钢纤维锈蚀、使路面剥蚀 破坏和使环境污染等问题，因此，除冰盐的使用已在全世界造成严重危害并带 来巨大经济损失。

美国、英国、加拿大等较早修建高速公路、桥梁和城市立交的国家，在寒 冷的冬季为了保证交通畅通，大量使用氯盐来融化路面及桥上的冰雪，已造成 道路、桥梁的严重破坏，目前正花费巨额费用进行修复，其经济损失十分巨大。 例如：在1998年，美国60万座钢筋混凝土桥中，被列入修复计划的费用约为 2000亿美元，是当初建桥费用的四倍；于1972年，在英国20公里长的高速 公路段上建了11座桥梁，这些桥梁皆因撒盐而使混凝土沿着钢筋开裂，15年 的修复费已达原建桥费的1.6倍，预计到2004年，累计修复费可达原建桥费 的6倍。

尽管中国建造高速公路和桥梁的历史较短，但中国北方地区的城市立交 桥、高速公路和机场冬季仍主要采用撒盐法融化冰雪，已逐渐暴露其危害性， 最典型的是北京西直门立交桥的破坏。

西直门立交桥1979年建成交付使用，是北京市较早建成的立交桥之一， 由于冬季撒盐使得钢筋锈蚀、混凝土开裂，造成结构严重破坏，使用20年左 右就不得不拆除重建。天津市由于近年来降雪后，在道路及桥梁上喷洒盐水， 导致道路及桥梁设施的累积损坏越来越大。完工仅10多年的立交桥出现严重 损坏，一些新建不足5年的道路亦已出现大面积「龟裂」，严重影响道路桥梁 的使用寿命。造成这些损坏的罪魁祸手就是冬季融雪的盐水。在中国东北沈大 路等一些较早建成的公路上，也因喷洒除冰盐造成道路缘石严重破坏，增加了 维修费用。武汉长江大桥靠洒盐化雪，盐随着雪化掉后，沿着桥面的缝隙渗到 下面的钢梁上，使钢梁产生锈蚀，因而减少它的使用寿命。

上述每一种使用于道路桥面板及铺面的化除冰雪方法虽有效益但亦有相 当多的缺陷，因此目前极需要研发一种既可解决与上述方法相关的问题，又可 均匀加热铺面表层且方便实用及符合经济效益的化除冰雪系统。

发明内容