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文檔簡介
1、<p><b> 中文3200字</b></p><p> 蒸壓輕質(zhì)混凝土強度與保溫性能楊Ruochong1,朱Jipeng2,吳Zhishen3 *,吳Zhiren4,李Min3,彭Changhai5 (1交通學(xué)院,東南大學(xué),南京210096,中國;。2土木工程學(xué)系,香港科大學(xué)學(xué)報科技,香港3。城市工程研究所科技,東南大學(xué),南京210096,中國; 4。攻擊力研究所環(huán)境工
2、程,宜興212004,中國; 5。建筑學(xué)院,東南大學(xué),南京210096,中國) </p><p> [摘要]本研究的主要目的是制定一種超絕熱性能的蒸壓輕質(zhì)混凝土(ALC)材料,探討其物理性能和力學(xué)性能。通過對樣本的干容重和抗壓強度試驗以及其物理特性和力學(xué)性能實驗,配制超保溫隔熱性能蒸壓輕混泥土。用掃描電子顯微鏡(SEM)和能量色散X射線光譜儀(能譜)來分析微觀形態(tài)和樣品的元素組成。用X射線衍射儀(XRD)確定
3、水化產(chǎn)物。試驗結(jié)果表明,在混合物中隨著鋁粉的增加其抗壓強度和導(dǎo)熱系數(shù)均在減少。當(dāng)樣品的最佳的熱膨脹系數(shù)和抗壓強度分別提高到0.061瓦/(米度K)和1.2 MPa時,用掃描電鏡,EDX和X射線衍射分析表明,水化硅酸鈣凝膠和莫來石晶體的主要水化產(chǎn)物。 關(guān)鍵詞蒸壓輕質(zhì)混凝土,保溫;微觀形態(tài)和水化物分析;水化硅酸鈣晶體 1簡介 蒸壓輕質(zhì)混凝土(ALC)是一個重要的結(jié)構(gòu)材料,其中包括大量的微觀和宏觀的毛孔。在一般情況下,其孔徑大小
4、介于100 nm至4毫米。眾所周知,當(dāng)其絕干容重約為300至500 kg/m3,抗壓強度約為1.3至3.5兆帕斯卡時,ALC具有良好的保溫隔熱性能(約0.07 - 0.11W /(M.K))。為了獲得高的保溫和抗壓強度,一些研究者已經(jīng)通過非結(jié)晶硅</p><p> 以往的研究沒有充分考慮ALC保溫隔熱和抗壓之間的關(guān)系,在一定程度上或低估了,ALC具有高壓強度同時可以保溫隔熱。樣品的最佳導(dǎo)熱系數(shù)和抗壓強度分別為
5、0.07瓦/(米度K)和1.3 MPa。因此,本研究的目的是研究ALC在加氣過程中,保持其保溫隔熱性能不變時,其主要成分對其抗壓強度的影響。實驗結(jié)果,當(dāng)熱系數(shù)保持在0.07瓦/(m.K)不變時,其抗壓強度被提高到1.8兆帕 。此外,這是以前的研究相比,當(dāng)其抗壓強度為1.2 MPa時,導(dǎo)熱系數(shù)下降到 0.061瓦/(m.K)。與此同時,研究用石英砂所取代部分硅粉時,其抗壓強度與保溫隔熱的關(guān)系。 2實驗 2.1材料 硅粉得到來
6、自冶金行業(yè)。硅灰和石英舊砂樣品中的化學(xué)成分分別列于表1。在石灰中有效氧化鈣質(zhì)量分數(shù)為86.92%,消化石灰鈣時間為15分鐘。為了盡量減少對石膏對樣品的力學(xué)性能的影響,化學(xué)劑A的加入來控制鈣的石灰消化速度。一個無機材料的化學(xué)劑B加入,以提高樣品的抗壓強度?;瘜W(xué)劑C和D被添加用來控制泥漿的粘度。</p><p> 表1化學(xué)成分硅粉和石英砂</p><p><b> 2.2樣品制備
7、 </b></p><p> 不同容重ALC樣品的CaO/SiO2比例在0.60和0.78(重量)之間,化學(xué)劑C用量是樣品質(zhì)量的0.05%,超細水泥的用量在4-10%?;瘜W(xué)劑Ð是用來控制混合物的反應(yīng)速度。在實驗中,硅粉的尺寸在0.15-0.2微米之間,常用來取代石英砂,取代量為50.5%。不同容重樣品制作通過對鋁粉的質(zhì)量分數(shù)的變化。硅灰先和水?dāng)嚢杌旌?,然后才與其它材料混合。生石灰是控制發(fā)
8、泡過程最重要的成分,顯著影響砌塊的強度。超細水泥是另一個關(guān)鍵因素,其影響了發(fā)泡過程的穩(wěn)定性和樣品的力學(xué)性能。在這項研究中只有石灰劑量和超細水泥為變量,以優(yōu)化調(diào)整CaO/SiO2比(重量)來獲得最佳力學(xué)性能樣本。配合比試驗被列于表2。</p><p> 表2為最佳量的鈣超細水泥和石灰的混合物比例試驗</p><p> 少量鋁粉能夠改變砌塊的抗壓強度和導(dǎo)熱系數(shù)。通過對他們的抗壓強度和導(dǎo)熱系
9、數(shù)分析,可以得到他們之間的關(guān)系。導(dǎo)熱系數(shù)和抗壓強度試驗的試塊分別為在300 × 300 × 30毫米和100 × 100 × 100毫米。他們先在常壓34℃下放12小時,后來在飽和蒸壓蒸汽壓力為1.25 MPa存放8小時。 2.3方法 測定10cm立方體ALC 在容重和濕度。對樣品在60 ± 5℃干燥一天,然后在80 ± 5℃干燥一天,最后在105 ±
10、5℃存放,直到樣品的重量不會改變了, GB /tT11970 1997“加氣混凝土的體積密度、含水率、吸水試驗方法”。壓縮強度試驗是以加載速率為2.0 ± 0.5千牛/秒壓在10厘米的立方體樣品上, GB /T11971 1997“加氣混凝土的力學(xué)性能測試方法”。根據(jù)測試按GB / T 10285 2008“隔熱導(dǎo)熱系數(shù)測試:測定穩(wěn)態(tài)熱阻及有關(guān)性能”;Kemtherm熱板法 QTM的- D3的熱導(dǎo)儀。日立的S - 3400掃描
11、電子顯微鏡(SEM)對壓縮后的樣品殘留碎片的形貌分析。X射線衍射分析(XRD),用X射線光譜儀(能譜)進行元素分析能量色散,進而獲</p><p> 表3樣品的測試結(jié)果抗壓強度</p><p> 當(dāng)石灰量為260克或300克,隨著超細水泥用量增加,抗壓強度逐漸提高。當(dāng)超細水泥和生石灰用量分別為90克和300克,樣本的抗壓強度為2.13 MPa和干容重301.7 kg/m3。由于導(dǎo)熱系數(shù)
12、與干容重變化一致,通過設(shè)定干容重為值(約292 kg/m3)的樣品,通過調(diào)整鋁粉的用量來測定熱膨脹系數(shù)。接著從相同的導(dǎo)熱系數(shù)不同抗的壓強度的樣品來獲得到最佳劑量超細水泥和生石灰。樣品的抗壓強度為1.91 MPa和干容重291.6 kg/m3的。當(dāng)超細水泥的用量為30克或50克與生石灰用量為300克,抗壓強度樣本略有下降。因此,最佳點為超細水泥和生石灰用量分別為70克和300克,抗壓強度為2.10MPa。</p><p
13、> 對樣品在荷載下的受力變形分析, 其抗壓強度與變形的關(guān)系,結(jié)果如圖1。 </p><p> 圖1說明,樣品出現(xiàn)了一些韌性變形斷裂行,這種變形完全不同于普通混凝土。當(dāng)壓力變形達到4.5mm,樣品仍有能力提供一定的殘余抗壓強度,通過不同鋁成分的樣品測定鋁與抗壓強度、干容重的關(guān)系。結(jié)果見表4和圖2。</p><p> 從圖2中顯示的數(shù)據(jù),所有五個樣本低干容重下可以各自獲得足夠的抗壓
14、強度。在一般情況下,從大規(guī)模生產(chǎn)顯示絕對干燥的條件下,樣本的最佳抗壓強度和體積密度分別為2.00 MPa和400 kg/m3。這個配方已被改進,在不降低抗壓強度的情況下,減小干容重。其實在抗壓強度仍保持2.00兆帕以上樣品的干容重已被降低到2.845 kg/m3。如果低抗壓強度是允許的,即1.5 MPa或 1.0 MPa時,干容重甚至可以進一步降低。</p><p> Eq.1和圖2(b)顯示的是干容重和導(dǎo)熱
15、系數(shù)的線性關(guān)系。他們表明,樣品把干容重控制在非常低的程度時,已經(jīng)獲得了非常低導(dǎo)熱系數(shù)。</p><p> λ=0.0002d+0.0233 (1)</p><p> 其中,λ為導(dǎo)熱系數(shù),W /(米度K),D是干密度,kg ·m- 3。</p><p> 通過掃描電鏡(SEM)研究對樣品的不同位置,包括氣泡表面,起泡破裂部分。結(jié)果表明:在圖3。<
16、/p><p> 圖3(a)及(b)表明,氣泡表面有約3微米至5微米厚的晶體薄層。其形態(tài)與NY .Mostafa的報告相同[9]。在氣泡的表面是水化硅酸鈣晶體。然而,在這項研究中層狀晶體密度大于NY .Mostafa報告中的密度。因此,力學(xué)性能得到了改善。圖3(c)及(d)表明,形態(tài)缺陷部位是粒狀的CSH(Ⅰ)。這樣的實驗結(jié)果是和Cenk Karakurt與K Yip Christina報告相符的[6,10]。<
17、;/p><p> 通過掃描電鏡及能譜分析對該樣本的平均元素組成分析,分別獲得一個光譜圖。圖4所示的鈣、硅和氧原子峰強度,它是構(gòu)成的CSH(Ⅰ)膠和莫來石晶體的主要要素。同樣也包括鋁元素。表5顯示了能譜數(shù)據(jù)對應(yīng)于圖4給出的頻譜。</p><p> 對樣品的相分析其最佳混合的結(jié)果是顯示在圖5。</p><p> ALC的樣品的粉末X射線顯示的SiO2、 CSH(Ⅰ)、
18、莫來石晶體和方解石明顯的峰值。這些結(jié)果表明,X射線衍射分析的相組成的與掃描電鏡及分析相同。測試結(jié)果和以前的報告相一致。通過掃描電鏡、能譜儀和X射線衍射分析,加氣氣泡表面和氣泡缺陷可以分別確定為莫來石晶體和CSH凝膠。 Alexanderson 表明收縮隨結(jié)晶度增加而減小,且抗壓強度上升到一個最佳值。試驗結(jié)果還指出,莫來石晶體和的CSH(Ⅰ)凝膠的數(shù)量影響樣品的凍融性和力學(xué)性質(zhì)[11]。因此,通過改變原料配比物質(zhì)組成和養(yǎng)護條件,能提高其耐
19、久性與力學(xué)性能。 </p><p> 4結(jié)論 a)對樣品優(yōu)化配合比能提高其性能。樣本的的抗壓強度保持2.00兆帕以上時,干密度可被降低到284.5與kg/m3。如果允許降低抗壓強度,如5 MPa或1.0 MPa時,容重甚至可能進一步下降(即導(dǎo)熱系數(shù),甚至可以進一步改進)。 b)在這項研究中提出了一些樣品韌性變形斷裂行完全不同與通混凝土。當(dāng)抗壓壓變形達到4.5毫米,樣品仍具有一定的殘余抗壓強
20、度。 c)測試的結(jié)果干容重和導(dǎo)熱系數(shù)是線性關(guān)系 。這些結(jié)果表明,在干容重被降低時,樣品具有較低的熱了系數(shù)(0.061瓦/(m.K))。 d)掃描電鏡、能譜儀和X射線衍射分析表明的CSH(一) 凝膠和莫來石晶體的主要生成階段。 參考文獻 [1]芘普里姆,女?威猛。結(jié)構(gòu)和吸水率加氣混凝土研究[J]。蒸壓加氣出發(fā)混凝土,水分和屬性,阿姆斯特丹,1983 [2] [J]. S Roels,J Carmeliet Ser
21、mijn。不飽和模型水汽輸送在蒸壓加氣混凝土:微觀結(jié)構(gòu)方法研究[J]。北歐第六屆學(xué)術(shù)研討會論文集建筑在北歐國家,挪威物理, 2002 [3] N Narayanan, K Ramamu</p><p><b> c</b></p><p><b> 朗讀</b></p><p> 顯示對應(yīng)的拉丁字符的拼音</
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