高比強(qiáng)EPS輕質(zhì)混凝土的制備與性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-03-05 12:12
隨著經(jīng)濟(jì)與建筑技術(shù)的不斷發(fā)展,建筑綠色化和功能性需求的不斷提升,從材料本體出發(fā),研發(fā)集輕質(zhì)保溫、節(jié)能利廢和綠色環(huán)保于一體的裝配式建筑基礎(chǔ)材料意義重大。將廢棄聚苯乙烯(Expanded polystyrene,EPS)顆粒以再生輕骨料的形式引入到高性能水泥基材料中,能夠賦予混凝土高比強(qiáng)和優(yōu)保溫隔熱等結(jié)構(gòu)與功能耦合特性。鑒于此,為滿足裝配式建筑圍護(hù)構(gòu)件對(duì)混凝土輕量化、高比強(qiáng)和節(jié)能降耗等的功能復(fù)合化要求,本文系統(tǒng)研究了EPS輕質(zhì)混凝土的制備技術(shù),并基于其容重、力學(xué)性能、熱工和耐久性等性能的影響因素,通過(guò)試驗(yàn)確定其結(jié)構(gòu)性和功能性綜合優(yōu)化參數(shù),制備出具有早強(qiáng)、高比強(qiáng)和優(yōu)保溫特性的新型裝配式輕質(zhì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料,為EPS輕質(zhì)混凝土的發(fā)展及其在新型建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系中的應(yīng)用提供參考。主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)果如下:首先,對(duì)水泥基膠凝材料進(jìn)行高流態(tài)早強(qiáng)改性研究。以硅酸鹽水泥(Portland cement,PC)為主要膠凝材料,硫鋁酸鹽水泥、硅灰、粉煤灰為改性材料,在前期單因素試驗(yàn)確定三種改性材料摻量范圍的基礎(chǔ)上,運(yùn)用響應(yīng)曲面法進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)與模型分析,基于預(yù)測(cè)模型得到硅酸鹽水泥-硫鋁酸鹽水泥-硅灰-粉煤灰四元體系的...
【文章來(lái)源】:河南大學(xué)河南省
【文章頁(yè)數(shù)】:95 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
EPS混凝土結(jié)構(gòu)
第一章緒論3筑能耗,在未來(lái)的建筑節(jié)能領(lǐng)域中有著廣闊的發(fā)展與應(yīng)用空間。EPS混凝土作為輕量化混凝土的典型代表,在科研和生產(chǎn)中正逐漸被重視。目前,國(guó)內(nèi)外研發(fā)人員對(duì)EPS混凝土做了大量研究,但大多數(shù)主要還停留在對(duì)EPS混凝土配合比設(shè)計(jì)和局限于其表觀密度、力學(xué)性能等方面,而對(duì)EPS混凝土的水泥膠凝材料基體研究、微觀組成、綜合性能與應(yīng)用方面的研究較為欠缺,有待進(jìn)一步完善相關(guān)基礎(chǔ)理論與應(yīng)用技術(shù)。1.3EPS混凝土性能研究與進(jìn)展1.3.1EPS混凝土熱工性能將EPS顆粒引入到水泥膠凝材料基體中,可制得輕量化保溫EPS混凝土,其表觀密度孝導(dǎo)熱系數(shù)低,用作建筑圍護(hù)構(gòu)件有隔熱、調(diào)溫和環(huán)保功效,對(duì)建筑節(jié)能和維持室內(nèi)溫度舒適度有益,其構(gòu)件保溫隔熱示意圖見(jiàn)圖1-2。圖1-2EPS混凝土構(gòu)件保溫隔熱示意圖EPS粒徑、摻量是影響EPS混凝土熱工性能的主要參數(shù)。Bouvard[17]等將高強(qiáng)度水泥基材料與EPS顆粒復(fù)合,研究了EPS粒徑和摻量對(duì)EPS混凝土熱工性能影響。結(jié)果表明非對(duì)稱布魯格曼模型能較好描述該材料的導(dǎo)熱性能,其導(dǎo)熱系數(shù)隨EPS摻量的增加而降低。Chung[18]等研究了EPS粒徑及分布規(guī)律對(duì)構(gòu)件導(dǎo)熱性能的影響,發(fā)現(xiàn)導(dǎo)熱系數(shù)隨EPS粒徑的減小而降低,原因?yàn)樾×紼PS輕骨料占有較大基體-骨料界面面積,其界面分散了導(dǎo)熱能力,且規(guī)則分布的EPS輕骨料較隨機(jī)分布的保溫效果更好,表明在材料內(nèi)部EPS摻量固定下,小粒徑EPS球體導(dǎo)熱率更低。Rao[19]等制備了不同密度等級(jí)的EPS輕質(zhì)混凝土,研究結(jié)果表明試件干表觀密度、
高比強(qiáng)EPS輕質(zhì)混凝土的制備與性能研究122.1.4EPS顆粒試驗(yàn)所用EPS顆粒為廢棄EPS制品回收后,經(jīng)再生發(fā)泡而成,粒徑為3~5mm,具有密度低、保溫隔熱性能好、孔結(jié)構(gòu)密閉等特點(diǎn),是一種理想的輕質(zhì)、保溫隔熱材料。其表觀密度為20kg/m3,EPS形貌和內(nèi)部微孔結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。(a)EPS顆粒照片(b)SEM顯微內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖2-1試驗(yàn)所用EPS顆粒形貌2.1.5化學(xué)外加劑采用聚羧酸減水劑和三聚氰胺減水劑,具體性能指標(biāo)見(jiàn)表2-4。表2-4減水劑的性能指標(biāo)減水劑種類生產(chǎn)廠家外觀細(xì)度pH聚羧酸減水劑上海臣啟化工科技有限公司白色粉末-7.0~9.0三聚氰胺減水劑武漢華軒高新技術(shù)有限公司白色粉末過(guò)0.315mm篩余≤15%9.0~11.4采用羥丙基甲基纖維素醚(HPMC)作為保水增稠劑:由郝克力士有限公司生產(chǎn),固體白色粉末,密度為1.39g/cm3,粘度值為100000MPa·s,顆粒度:100目通過(guò)率大于98.5%,具有增稠作用、pH穩(wěn)定性、保水性、優(yōu)良的成膜性、分散性和粘結(jié)性等特點(diǎn)。2.1.6PVA纖維聚丙烯醇纖維(PVA):物理形貌如圖2-2所示,主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表2-5。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于DE響應(yīng)面分析的C100超高性能混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 趙士豪,林喜華,車玉君,張廣智,何欣. 混凝土與水泥制品. 2018(08)
[2]EPS輕質(zhì)保溫混凝土的制備及其物性特征研究[J]. 康亞明,何賢元,陳靜波,羅玉財(cái). 科學(xué)技術(shù)與工程. 2017(12)
[3]高層EPS格構(gòu)式墻體與傳統(tǒng)墻體地震響應(yīng)分析[J]. 解瑞,曹啟坤,沈燕梅. 山西建筑. 2017(10)
[4]EPS聚苯免拆模板混凝土樓蓋施工技術(shù)[J]. 陳廷勇. 施工技術(shù). 2017(03)
[5]再生混凝土摻聚苯顆?招钠鰤K性能試驗(yàn)研究[J]. 鄧志恒,梁倚,黃華秋. 混凝土. 2016(10)
[6]循環(huán)荷載作用下不同配比EPS輕質(zhì)混凝土阻尼比變化規(guī)律[J]. 石文博,繆林昌,王佳奇,嚴(yán)波,郭祥貴,陳藝南. 東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(01)
[7]EPS輕質(zhì)混凝土收縮性能與抗氯離子滲透性能試驗(yàn)研究[J]. 徐怡,蔣林華,周雛蕾. 混凝土. 2015(11)
[8]含緩沖層隧道結(jié)構(gòu)抗爆性能研究[J]. 胡俊,王平,丁克偉. 公路交通科技. 2015(09)
[9]我國(guó)建筑節(jié)能技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 趙東來(lái),胡春雨,柏德勝,李武峰. 建筑節(jié)能. 2015(03)
[10]用再生聚苯顆粒生產(chǎn)新型墻體材料的研究[J]. 蔡麗朋. 新型建筑材料. 2014(03)
博士論文
[1]EPS輕集料混凝土組成結(jié)構(gòu)與性能研究[D]. 程從密.華南理工大學(xué) 2013
[2]EPS混凝土試驗(yàn)、本構(gòu)模型及節(jié)能評(píng)價(jià)研究[D]. 劉嫄春.中國(guó)地震局工程力學(xué)研究所 2013
碩士論文
[1]微硅粉對(duì)EPS混凝土靜態(tài)與動(dòng)態(tài)力學(xué)性能影響的試驗(yàn)研究[D]. 冉雪美.安徽理工大學(xué) 2016
[2]EPS混凝土砌塊墻體抗壓性能及熱工性能研究[D]. 解小娟.廣西科技大學(xué) 2016
[3]EPS保溫砂漿性能影響因素研究[D]. 鄧初晴.上海交通大學(xué) 2010
[4]EPS輕質(zhì)混凝土的實(shí)驗(yàn)研究與數(shù)值模擬[D]. 周可可.上海交通大學(xué) 2010
本文編號(hào):3065179
【文章來(lái)源】:河南大學(xué)河南省
【文章頁(yè)數(shù)】:95 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
EPS混凝土結(jié)構(gòu)
第一章緒論3筑能耗,在未來(lái)的建筑節(jié)能領(lǐng)域中有著廣闊的發(fā)展與應(yīng)用空間。EPS混凝土作為輕量化混凝土的典型代表,在科研和生產(chǎn)中正逐漸被重視。目前,國(guó)內(nèi)外研發(fā)人員對(duì)EPS混凝土做了大量研究,但大多數(shù)主要還停留在對(duì)EPS混凝土配合比設(shè)計(jì)和局限于其表觀密度、力學(xué)性能等方面,而對(duì)EPS混凝土的水泥膠凝材料基體研究、微觀組成、綜合性能與應(yīng)用方面的研究較為欠缺,有待進(jìn)一步完善相關(guān)基礎(chǔ)理論與應(yīng)用技術(shù)。1.3EPS混凝土性能研究與進(jìn)展1.3.1EPS混凝土熱工性能將EPS顆粒引入到水泥膠凝材料基體中,可制得輕量化保溫EPS混凝土,其表觀密度孝導(dǎo)熱系數(shù)低,用作建筑圍護(hù)構(gòu)件有隔熱、調(diào)溫和環(huán)保功效,對(duì)建筑節(jié)能和維持室內(nèi)溫度舒適度有益,其構(gòu)件保溫隔熱示意圖見(jiàn)圖1-2。圖1-2EPS混凝土構(gòu)件保溫隔熱示意圖EPS粒徑、摻量是影響EPS混凝土熱工性能的主要參數(shù)。Bouvard[17]等將高強(qiáng)度水泥基材料與EPS顆粒復(fù)合,研究了EPS粒徑和摻量對(duì)EPS混凝土熱工性能影響。結(jié)果表明非對(duì)稱布魯格曼模型能較好描述該材料的導(dǎo)熱性能,其導(dǎo)熱系數(shù)隨EPS摻量的增加而降低。Chung[18]等研究了EPS粒徑及分布規(guī)律對(duì)構(gòu)件導(dǎo)熱性能的影響,發(fā)現(xiàn)導(dǎo)熱系數(shù)隨EPS粒徑的減小而降低,原因?yàn)樾×紼PS輕骨料占有較大基體-骨料界面面積,其界面分散了導(dǎo)熱能力,且規(guī)則分布的EPS輕骨料較隨機(jī)分布的保溫效果更好,表明在材料內(nèi)部EPS摻量固定下,小粒徑EPS球體導(dǎo)熱率更低。Rao[19]等制備了不同密度等級(jí)的EPS輕質(zhì)混凝土,研究結(jié)果表明試件干表觀密度、
高比強(qiáng)EPS輕質(zhì)混凝土的制備與性能研究122.1.4EPS顆粒試驗(yàn)所用EPS顆粒為廢棄EPS制品回收后,經(jīng)再生發(fā)泡而成,粒徑為3~5mm,具有密度低、保溫隔熱性能好、孔結(jié)構(gòu)密閉等特點(diǎn),是一種理想的輕質(zhì)、保溫隔熱材料。其表觀密度為20kg/m3,EPS形貌和內(nèi)部微孔結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。(a)EPS顆粒照片(b)SEM顯微內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖2-1試驗(yàn)所用EPS顆粒形貌2.1.5化學(xué)外加劑采用聚羧酸減水劑和三聚氰胺減水劑,具體性能指標(biāo)見(jiàn)表2-4。表2-4減水劑的性能指標(biāo)減水劑種類生產(chǎn)廠家外觀細(xì)度pH聚羧酸減水劑上海臣啟化工科技有限公司白色粉末-7.0~9.0三聚氰胺減水劑武漢華軒高新技術(shù)有限公司白色粉末過(guò)0.315mm篩余≤15%9.0~11.4采用羥丙基甲基纖維素醚(HPMC)作為保水增稠劑:由郝克力士有限公司生產(chǎn),固體白色粉末,密度為1.39g/cm3,粘度值為100000MPa·s,顆粒度:100目通過(guò)率大于98.5%,具有增稠作用、pH穩(wěn)定性、保水性、優(yōu)良的成膜性、分散性和粘結(jié)性等特點(diǎn)。2.1.6PVA纖維聚丙烯醇纖維(PVA):物理形貌如圖2-2所示,主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表2-5。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于DE響應(yīng)面分析的C100超高性能混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 趙士豪,林喜華,車玉君,張廣智,何欣. 混凝土與水泥制品. 2018(08)
[2]EPS輕質(zhì)保溫混凝土的制備及其物性特征研究[J]. 康亞明,何賢元,陳靜波,羅玉財(cái). 科學(xué)技術(shù)與工程. 2017(12)
[3]高層EPS格構(gòu)式墻體與傳統(tǒng)墻體地震響應(yīng)分析[J]. 解瑞,曹啟坤,沈燕梅. 山西建筑. 2017(10)
[4]EPS聚苯免拆模板混凝土樓蓋施工技術(shù)[J]. 陳廷勇. 施工技術(shù). 2017(03)
[5]再生混凝土摻聚苯顆?招钠鰤K性能試驗(yàn)研究[J]. 鄧志恒,梁倚,黃華秋. 混凝土. 2016(10)
[6]循環(huán)荷載作用下不同配比EPS輕質(zhì)混凝土阻尼比變化規(guī)律[J]. 石文博,繆林昌,王佳奇,嚴(yán)波,郭祥貴,陳藝南. 東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(01)
[7]EPS輕質(zhì)混凝土收縮性能與抗氯離子滲透性能試驗(yàn)研究[J]. 徐怡,蔣林華,周雛蕾. 混凝土. 2015(11)
[8]含緩沖層隧道結(jié)構(gòu)抗爆性能研究[J]. 胡俊,王平,丁克偉. 公路交通科技. 2015(09)
[9]我國(guó)建筑節(jié)能技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 趙東來(lái),胡春雨,柏德勝,李武峰. 建筑節(jié)能. 2015(03)
[10]用再生聚苯顆粒生產(chǎn)新型墻體材料的研究[J]. 蔡麗朋. 新型建筑材料. 2014(03)
博士論文
[1]EPS輕集料混凝土組成結(jié)構(gòu)與性能研究[D]. 程從密.華南理工大學(xué) 2013
[2]EPS混凝土試驗(yàn)、本構(gòu)模型及節(jié)能評(píng)價(jià)研究[D]. 劉嫄春.中國(guó)地震局工程力學(xué)研究所 2013
碩士論文
[1]微硅粉對(duì)EPS混凝土靜態(tài)與動(dòng)態(tài)力學(xué)性能影響的試驗(yàn)研究[D]. 冉雪美.安徽理工大學(xué) 2016
[2]EPS混凝土砌塊墻體抗壓性能及熱工性能研究[D]. 解小娟.廣西科技大學(xué) 2016
[3]EPS保溫砂漿性能影響因素研究[D]. 鄧初晴.上海交通大學(xué) 2010
[4]EPS輕質(zhì)混凝土的實(shí)驗(yàn)研究與數(shù)值模擬[D]. 周可可.上海交通大學(xué) 2010
本文編號(hào):3065179
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