新陶粒自保温砌块及其砌体的力学与热工性能研究

发布时间：2020-07-11 05:38

【摘要】：目前,社会经济成长速度飞快,城市建筑日新月异,伴随着新旧建筑物的更替,随后带来的便是大量的建筑废弃混凝土,这些废料占地面积逐渐扩大,已经对人们的生存环境造成了较为严重的影响。此外,我国东北地区仍有90%以上的建筑在采用外墙外保温技术,填充的砌块与外贴保温材料之间的粘贴技术并不牢靠,存在较为严重的耐久性问题,而墙体自保温体系可以较好的规避这一难题。那么如何合理回收利用再生材料,改善生态环境,建造绿色环保、节能减排的建筑至关重要。为响应国家可持续发展的政策,达到建筑节能65%的目标,针对以上情况,本文设计了双排孔哑铃型自保温砌块,主体材料采用再生陶粒混凝土,内填材料选用再生泡沫混凝土,合理回收利用再生骨料,同时掺入陶粒等轻骨料改善砌块砌体的热工性能,通过试验研究、规范公式计算以及软件模拟进行对比分析,研究该类型砌块的力学性能与热工性能。本文研究的主要内容及研究结果如下:1)设计两组配合比,再生陶粒混凝土组与100%再生混凝土组,进行抗压强度与导热系数试验。再设计三组配合比,泡沫混凝土组分别掺0%、10%、20%的再生骨料,进行抗压强度与导热系数试验。试验结果得出,以掺入30%陶粒的再生混凝土作为砌块主体,掺入10%再生骨料的泡沫混凝土作内填材料的砌块,保温性能优于普通再生混凝土砌块,并提出了该砌块材料的最佳配和比。2)按国家现行标准规定,对砌块的尺寸偏差、外观质量、质量吸水率、密度等级、软化系数、干缩率、材料抗冻性、抗压强度、抗折强度等物理、力学性能进行了试验检测。试验结果得出,砌块的各项性能均优于规范要求,且砌块强度达到了预期强度MU7.5。根据试验结果拟合自保温砌块强度与混凝土立方体抗压强度之间的关系式,得出修正系数α。3)通过公式计算得出砌块热工性能理论值,再进行ANSYS有限元软件模拟分析得出,砌块传热系数分别为0.30W/(m2·K)和0.361W/(m2·K),优于普通再生混凝土砌块,且均满足严寒地区围护结构传热系数限值0.50W/(m2·K)的节能要求。通过计算及模拟分析得出,该哑铃形砌块块形创新科学,保温隔热性能良好。4)设计2组共6个试件,使用不同强度等级的砌筑砂浆Mb7.5、Mb10、Mb15,进行砌体轴心抗压强度试验及抗剪强度试验。根据砌体应力-应变关系、弹性模量及泊松比可知,随着砌筑砂浆强度的增大,砌体轴心抗压强度与抗剪强度均随之提高,且当砂浆强度等级为Mb10时效果最好,砌体变形能力最佳。根据试验结论拟合出该砌块砌体抗压强度的规范公式修正系数k1=0.51,a=0.76;抗剪强度的规范公式修正系数k5=0.077。5)以陶砂取代50%中砂的陶粒砂浆与普通水泥砂浆进行热工性能、抗压强度试验后对比得出,两者保温性能相差不大,而陶粒砂浆的承载力优于普通水泥砂浆约23%。通过以上试验研究分析得出,本文设计的砌块块形创新科学,砌块选用材料低碳环保,在两者的合理搭配下,砌块各项指标优于规范要求,因此具有良好的力学性能、热工性能、材料抗冻性能、耐火耐水性能等等,且强度达到了预期强度MU7.5,可作为承重砌块使用,为类似砌块研究提供一个可靠的参考依据。
【学位授予单位】：延边大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU522.3
【图文】：

技术路线图,技术路线

图１－１技术路线逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ邋ｒｏｕｔｅ逡逑

照片,搅拌机,试验室

逑油的模具，振捣后养护３天拆模，再放入养护室养护至２８天，进行抗压强逡逑度试验检测。泡沫混凝土的制作方法同上。试验照片如图２－１：逡逑ｉＷＢＨ—逡逑图２－１试验室搅拌机逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ邋ｍｉｘｅｒ逡逑２．２试验结果与分析逡逑试件抗压强度检测试验采用试验室内的长春科新试验仪器有限公司生逡逑产的ＹＡＤ－２０００型号的２００ｔ压力机进行加载，同时采用配套的ＧＴＣ３５０全逡逑数字电液伺服控制器进行控制，如图２－２，邋２－３，压力机按默认设定匀速控逡逑制，试验力速率为２．４ｋＮ／ｓ，位移速率为0．ｌｍｍ／ｓ。加载前，先将逡逑１５０ｍｍ＞＜１５０ｍｍｘ邋１５０ｍｍ试件的表面灰尘清理干净，再用笔１０１出试件的中心逡逑线，放置试件时注意试件中心对准压力机上、下压板中心，确定无误后开逡逑始加载。试验结束后记录数据并清理混凝土碎块，试验结果如表２－４和表逡逑２－５，混凝土抗压强度与养护龄期的关系图如图２－５。逡逑试件导热系数检测试验采用试验室内的湘潭湘科有限公司生产的逡逑ＤＲＨ－３００导热系数仪（防护热平板法）进行

照片,压力机,试验室

【参考文献】