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

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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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