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耐碱玻璃纤维增强陶粒泡沫混凝土物理力学性能试验及应用研究

张丙鹏  
【摘要】:随着经济的高速发展,资源的开采利用,节能、利废、绿色、环保成为了新时代建筑节能和绿色发展的总体要求。泡沫混凝土作为一种新型绿色建筑材料,可掺加大量粉煤灰、矿渣等工业废料,亦可掺加陶粒、耐碱玻璃纤维等其他物料改善其物理力学性能和降低成本。泡沫混凝土制品可作为墙体、屋面板保温材料以及建筑非承重结构材料等等,具有广阔的应用前景。本文通过对耐碱玻璃纤维增强陶粒泡沫混凝土配合比的设计、物理力学性能影响因素的研究以及实际工程项目的实践探索,旨在为陶粒泡沫混凝土进一步推广使用提供理论支持。本课题研究以水泥、粉煤灰、陶粒、细砂和耐碱玻璃纤维五种为原料,加入动物蛋白发泡剂制取的泡沫,制作干密度等级为B08级的泡沫混凝土试件。首先进行单因素试验,采用控制变量法分别研究水料比、粉煤灰取代量、陶粒与细砂掺量以及泡沫掺量对泡沫混凝土干密度、立方体抗压强度和吸水率的影响规律,并确定各物料掺量范围为:水料比0.35~0.45,粉煤灰取代量为5%~15%,陶粒掺量为10%~20%,细砂掺量为5%~15,发泡剂掺量为3%~4%。通过四因素三水平正交试验研究各物料掺量对立方体抗压强度、劈裂抗拉强度以及导热系数的影响规律。结果为:(1)影响陶粒泡沫混凝土抗压强度的主次顺序是发泡剂掺量水料比陶粒掺量粉煤灰取代量;(2)影响陶粒泡沫混凝土抗拉强度的主次顺序是发泡剂掺量陶粒掺量水料比粉煤灰取代量;(3)影响陶粒泡沫混凝土导热系数的主次顺序是粉煤灰掺量水料比陶粒掺量发泡剂掺量。在考虑经济性的前提下,确定最佳配合比为A1B1C2D1:水料比为0.35,粉煤灰取代量为5%,陶粒掺量为15%,细砂掺量为10%,发泡剂掺量为3%。在最佳配合比的基础上掺加耐碱玻璃纤维,测定其掺量对立方体抗压强度、劈裂抗拉强度以及导热系数的影响规律,确定最佳掺量范围为1%~2%。得到完整的耐碱玻璃纤维增强陶粒泡沫混凝土最佳配合比,可大量应用于实际推广使用。将研究所得新型绿色建筑材料配合比应用于实际工程项目,与装配式低层建筑结合,设计了一种轻钢-轻混凝土结构体系,在本课题组示范点建造了农村装配式轻钢泡沫混凝土公共厕所。


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