本文關(guān)鍵詞：泡沫混凝土物理力學(xué)性能與孔隙特征的研究

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【摘要】：世界資源能源形勢(shì)日益嚴(yán)峻,節(jié)能減排,發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)已經(jīng)成為我國的一項(xiàng)基本國策,也是我國未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展新的戰(zhàn)略走向。其中,推進(jìn)建筑保溫材料革新是節(jié)能減排的重要組成部分。泡沫混凝土具有輕質(zhì)、耐火、保溫隔熱和隔音等優(yōu)異的性能,既能現(xiàn)場(chǎng)澆筑,也可以在工廠中生產(chǎn)各種構(gòu)件,廣泛應(yīng)用于各類建筑,特別是建筑節(jié)能工程。本文使用雙氧水為發(fā)泡劑,以粉煤灰取代部分水泥為膠凝材料,制備干密度為600kg/m3-1000 kg/m3的泡沫混凝土。通過圖像分析法測(cè)試泡沫混凝土的孔隙特征,討論了材料組成、孔隙特征與物理力學(xué)性能三者之間的相互作用和影響規(guī)律,為優(yōu)化泡沫混凝土的性能提供了幫助。實(shí)驗(yàn)優(yōu)化了泡沫混凝土孔隙特征的測(cè)試方法——圖像分析法。首先對(duì)泡沫混凝土斷面進(jìn)行打磨、上色等預(yù)處理；之后采集泡沫混凝土斷面照片,使用圖像處理軟件對(duì)照片進(jìn)行黑白二值化等處理；最后使用圖分析軟件測(cè)試統(tǒng)計(jì)泡沫混凝土孔隙特征參數(shù)。研究結(jié)果表明：材料組成對(duì)泡沫混凝土物理力學(xué)性能有顯著的影響,泡沫混凝土的干密度與物理力學(xué)性能之間有密切的聯(lián)系。隨著雙氧水摻量的增大,泡沫混凝土的干密度、抗壓強(qiáng)度、導(dǎo)熱系數(shù)呈下降的趨勢(shì)；而孔隙率明顯增大；吸水率則是先增大后減小。雙氧水摻量由6%提高到7%時(shí),不同水膠比的泡沫混凝土抗壓強(qiáng)度平均下降了1.36MPa,降低了31.5%。泡沫混凝土的抗壓強(qiáng)度和干密度符合y=1/(1.38889-0.00125x)的函數(shù)關(guān)系,相關(guān)系數(shù)達(dá)為0.911；導(dǎo)熱系數(shù)和干密度符合y=-7.709(e~(-x/(2.189e7)))+15.463函數(shù)關(guān)系,相關(guān)系數(shù)達(dá)到了0.956;孔隙率和干密度符合y=108.13-0.05742x的函數(shù)關(guān)系,相關(guān)系數(shù)達(dá)到了0.929。材料組成對(duì)泡沫混凝土孔隙特征影響較大。泡沫混凝土的孔面積率隨著雙氧水摻量和水膠比的增大而下降；孔面積率的變化趨勢(shì)與孔隙率的變化趨勢(shì)相近,在數(shù)值上孔面積率要比孔隙率小15%-25%。當(dāng)雙氧水摻量為7%,水膠比由0.60提高到0.75時(shí),孔面積率由40.1%上升到49.5%,上升了9.4%。泡沫混凝土最可幾孔徑的分布范圍隨著雙氧水摻量的增加明顯提高,大孔所占比例不斷增加,小孔比例減少。泡沫混凝土物理力學(xué)性能與孔隙特征之間有密切的聯(lián)系。隨著孔面積率的增大,泡沫混凝土的抗壓強(qiáng)度呈線性下降,其公式為f=12.65-0.15p,相關(guān)系數(shù)達(dá)到了0.941。當(dāng)孔面積率接近時(shí),圓度在1.15-1.45的孔所占的百分比增大,圓度1.6的孔所占百分比減小,最可幾圓度減小時(shí),泡沫混凝土的抗壓強(qiáng)度增大。隨著最可幾孔徑的增大,其泡沫混凝土的吸水率明顯下降。隨著孔的最可幾圓度的增大,圓度1.15-1.30的孔所占比例下降,圓度1.60的孔所占比例提高,也會(huì)使泡沫混凝土的吸水率變大�？酌娣e率對(duì)泡沫混凝土導(dǎo)熱系數(shù)有顯著的影響,擬合公式為y=-0.0113(x/(e~(32.272))),相關(guān)系數(shù)達(dá)到了0.9538�？讖皆�50-290μm間氣孔所占比例越大,孔徑在290-530μm間氣孔所占比例越小,最可幾孔徑越小時(shí),泡沫混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)越小。以Griffith斷裂力學(xué)和復(fù)合材料理論為基礎(chǔ),對(duì)泡沫混凝土抗壓強(qiáng)度和孔結(jié)構(gòu)與配合比之間的關(guān)系進(jìn)行定量分析與修正,并建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,揭示泡沫混凝土強(qiáng)度與孔隙率、平均孔徑和水膠比之間的關(guān)系。
【學(xué)位授予單位】：沈陽建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU528.2

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本文編號(hào)：1157156