高比强EPS轻质混凝土的制备与性能研究
发布时间：2021-03-05 12:12
随着经济与建筑技术的不断发展,建筑绿色化和功能性需求的不断提升,从材料本体出发,研发集轻质保温、节能利废和绿色环保于一体的装配式建筑基础材料意义重大。将废弃聚苯乙烯（Expanded polystyrene,EPS）颗粒以再生轻骨料的形式引入到高性能水泥基材料中,能够赋予混凝土高比强和优保温隔热等结构与功能耦合特性。鉴于此,为满足装配式建筑围护构件对混凝土轻量化、高比强和节能降耗等的功能复合化要求,本文系统研究了EPS轻质混凝土的制备技术,并基于其容重、力学性能、热工和耐久性等性能的影响因素,通过试验确定其结构性和功能性综合优化参数,制备出具有早强、高比强和优保温特性的新型装配式轻质围护结构材料,为EPS轻质混凝土的发展及其在新型建筑围护结构体系中的应用提供参考。主要研究内容与结果如下:首先,对水泥基胶凝材料进行高流态早强改性研究。以硅酸盐水泥（Portland cement,PC）为主要胶凝材料,硫铝酸盐水泥、硅灰、粉煤灰为改性材料,在前期单因素试验确定三种改性材料掺量范围的基础上,运用响应曲面法进行试验设计与模型分析,基于预测模型得到硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥-硅灰-粉煤灰四元体系的...
【文章来源】：河南大学河南省
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
EPS混凝土结构
第一章绪论3筑能耗，在未来的建筑节能领域中有着广阔的发展与应用空间。EPS混凝土作为轻量化混凝土的典型代表，在科研和生产中正逐渐被重视。目前，国内外研发人员对EPS混凝土做了大量研究，但大多数主要还停留在对EPS混凝土配合比设计和局限于其表观密度、力学性能等方面，而对EPS混凝土的水泥胶凝材料基体研究、微观组成、综合性能与应用方面的研究较为欠缺，有待进一步完善相关基础理论与应用技术。1.3EPS混凝土性能研究与进展1.3.1EPS混凝土热工性能将EPS颗粒引入到水泥胶凝材料基体中，可制得轻量化保温EPS混凝土，其表观密度孝导热系数低，用作建筑围护构件有隔热、调温和环保功效，对建筑节能和维持室内温度舒适度有益，其构件保温隔热示意图见图1-2。图1-2EPS混凝土构件保温隔热示意图EPS粒径、掺量是影响EPS混凝土热工性能的主要参数。Bouvard[17]等将高强度水泥基材料与EPS颗粒复合，研究了EPS粒径和掺量对EPS混凝土热工性能影响。结果表明非对称布鲁格曼模型能较好描述该材料的导热性能，其导热系数随EPS掺量的增加而降低。Chung[18]等研究了EPS粒径及分布规律对构件导热性能的影响，发现导热系数随EPS粒径的减小而降低，原因为小粒径EPS轻骨料占有较大基体-骨料界面面积，其界面分散了导热能力，且规则分布的EPS轻骨料较随机分布的保温效果更好，表明在材料内部EPS掺量固定下，小粒径EPS球体导热率更低。Rao[19]等制备了不同密度等级的EPS轻质混凝土，研究结果表明试件干表观密度、
高比强EPS轻质混凝土的制备与性能研究122.1.4EPS颗粒试验所用EPS颗粒为废弃EPS制品回收后，经再生发泡而成，粒径为3~5mm，具有密度低、保温隔热性能好、孔结构密闭等特点，是一种理想的轻质、保温隔热材料。其表观密度为20kg/m3，EPS形貌和内部微孔结构如图2-1所示。（a）EPS颗粒照片（b）SEM显微内部结构图2-1试验所用EPS颗粒形貌2.1.5化学外加剂采用聚羧酸减水剂和三聚氰胺减水剂，具体性能指标见表2-4。表2-4减水剂的性能指标减水剂种类生产厂家外观细度pH聚羧酸减水剂上海臣启化工科技有限公司白色粉末-7.0~9.0三聚氰胺减水剂武汉华轩高新技术有限公司白色粉末过0.315mm筛余≤15%9.0~11.4采用羟丙基甲基纤维素醚（HPMC）作为保水增稠剂：由郝克力士有限公司生产，固体白色粉末，密度为1.39g/cm3，粘度值为100000MPa·s，颗粒度：100目通过率大于98.5%，具有增稠作用、pH稳定性、保水性、优良的成膜性、分散性和粘结性等特点。2.1.6PVA纤维聚丙烯醇纤维（PVA）：物理形貌如图2-2所示，主要技术参数见表2-5。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于DE响应面分析的C100超高性能混凝土配合比优化设计[J]. 赵士豪,林喜华,车玉君,张广智,何欣. 混凝土与水泥制品. 2018(08)
[2]EPS轻质保温混凝土的制备及其物性特征研究[J]. 康亚明,何贤元,陈静波,罗玉财. 科学技术与工程. 2017(12)
[3]高层EPS格构式墙体与传统墙体地震响应分析[J]. 解瑞,曹启坤,沈燕梅. 山西建筑. 2017(10)
[4]EPS聚苯免拆模板混凝土楼盖施工技术[J]. 陈廷勇. 施工技术. 2017(03)
[5]再生混凝土掺聚苯颗粒空心砌块性能试验研究[J]. 邓志恒,梁倚,黄华秋. 混凝土. 2016(10)
[6]循环荷载作用下不同配比EPS轻质混凝土阻尼比变化规律[J]. 石文博,缪林昌,王佳奇,严波,郭祥贵,陈艺南. 东南大学学报(自然科学版). 2016(01)
[7]EPS轻质混凝土收缩性能与抗氯离子渗透性能试验研究[J]. 徐怡,蒋林华,周雏蕾. 混凝土. 2015(11)
[8]含缓冲层隧道结构抗爆性能研究[J]. 胡俊,王平,丁克伟. 公路交通科技. 2015(09)
[9]我国建筑节能技术现状与发展趋势[J]. 赵东来,胡春雨,柏德胜,李武峰. 建筑节能. 2015(03)
[10]用再生聚苯颗粒生产新型墙体材料的研究[J]. 蔡丽朋. 新型建筑材料. 2014(03)
博士论文
[1]EPS轻集料混凝土组成结构与性能研究[D]. 程从密.华南理工大学 2013
[2]EPS混凝土试验、本构模型及节能评价研究[D]. 刘嫄春.中国地震局工程力学研究所 2013
硕士论文
[1]微硅粉对EPS混凝土静态与动态力学性能影响的试验研究[D]. 冉雪美.安徽理工大学 2016
[2]EPS混凝土砌块墙体抗压性能及热工性能研究[D]. 解小娟.广西科技大学 2016
[3]EPS保温砂浆性能影响因素研究[D]. 邓初晴.上海交通大学 2010
[4]EPS轻质混凝土的实验研究与数值模拟[D]. 周可可.上海交通大学 2010
本文编号：3065179
【文章来源】：河南大学河南省
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
EPS混凝土结构
第一章绪论3筑能耗，在未来的建筑节能领域中有着广阔的发展与应用空间。EPS混凝土作为轻量化混凝土的典型代表，在科研和生产中正逐渐被重视。目前，国内外研发人员对EPS混凝土做了大量研究，但大多数主要还停留在对EPS混凝土配合比设计和局限于其表观密度、力学性能等方面，而对EPS混凝土的水泥胶凝材料基体研究、微观组成、综合性能与应用方面的研究较为欠缺，有待进一步完善相关基础理论与应用技术。1.3EPS混凝土性能研究与进展1.3.1EPS混凝土热工性能将EPS颗粒引入到水泥胶凝材料基体中，可制得轻量化保温EPS混凝土，其表观密度孝导热系数低，用作建筑围护构件有隔热、调温和环保功效，对建筑节能和维持室内温度舒适度有益，其构件保温隔热示意图见图1-2。图1-2EPS混凝土构件保温隔热示意图EPS粒径、掺量是影响EPS混凝土热工性能的主要参数。Bouvard[17]等将高强度水泥基材料与EPS颗粒复合，研究了EPS粒径和掺量对EPS混凝土热工性能影响。结果表明非对称布鲁格曼模型能较好描述该材料的导热性能，其导热系数随EPS掺量的增加而降低。Chung[18]等研究了EPS粒径及分布规律对构件导热性能的影响，发现导热系数随EPS粒径的减小而降低，原因为小粒径EPS轻骨料占有较大基体-骨料界面面积，其界面分散了导热能力，且规则分布的EPS轻骨料较随机分布的保温效果更好，表明在材料内部EPS掺量固定下，小粒径EPS球体导热率更低。Rao[19]等制备了不同密度等级的EPS轻质混凝土，研究结果表明试件干表观密度、
高比强EPS轻质混凝土的制备与性能研究122.1.4EPS颗粒试验所用EPS颗粒为废弃EPS制品回收后，经再生发泡而成，粒径为3~5mm，具有密度低、保温隔热性能好、孔结构密闭等特点，是一种理想的轻质、保温隔热材料。其表观密度为20kg/m3，EPS形貌和内部微孔结构如图2-1所示。（a）EPS颗粒照片（b）SEM显微内部结构图2-1试验所用EPS颗粒形貌2.1.5化学外加剂采用聚羧酸减水剂和三聚氰胺减水剂，具体性能指标见表2-4。表2-4减水剂的性能指标减水剂种类生产厂家外观细度pH聚羧酸减水剂上海臣启化工科技有限公司白色粉末-7.0~9.0三聚氰胺减水剂武汉华轩高新技术有限公司白色粉末过0.315mm筛余≤15%9.0~11.4采用羟丙基甲基纤维素醚（HPMC）作为保水增稠剂：由郝克力士有限公司生产，固体白色粉末，密度为1.39g/cm3，粘度值为100000MPa·s，颗粒度：100目通过率大于98.5%，具有增稠作用、pH稳定性、保水性、优良的成膜性、分散性和粘结性等特点。2.1.6PVA纤维聚丙烯醇纤维（PVA）：物理形貌如图2-2所示，主要技术参数见表2-5。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于DE响应面分析的C100超高性能混凝土配合比优化设计[J]. 赵士豪,林喜华,车玉君,张广智,何欣. 混凝土与水泥制品. 2018(08)
[2]EPS轻质保温混凝土的制备及其物性特征研究[J]. 康亚明,何贤元,陈静波,罗玉财. 科学技术与工程. 2017(12)
[3]高层EPS格构式墙体与传统墙体地震响应分析[J]. 解瑞,曹启坤,沈燕梅. 山西建筑. 2017(10)
[4]EPS聚苯免拆模板混凝土楼盖施工技术[J]. 陈廷勇. 施工技术. 2017(03)
[5]再生混凝土掺聚苯颗粒空心砌块性能试验研究[J]. 邓志恒,梁倚,黄华秋. 混凝土. 2016(10)
[6]循环荷载作用下不同配比EPS轻质混凝土阻尼比变化规律[J]. 石文博,缪林昌,王佳奇,严波,郭祥贵,陈艺南. 东南大学学报(自然科学版). 2016(01)
[7]EPS轻质混凝土收缩性能与抗氯离子渗透性能试验研究[J]. 徐怡,蒋林华,周雏蕾. 混凝土. 2015(11)
[8]含缓冲层隧道结构抗爆性能研究[J]. 胡俊,王平,丁克伟. 公路交通科技. 2015(09)
[9]我国建筑节能技术现状与发展趋势[J]. 赵东来,胡春雨,柏德胜,李武峰. 建筑节能. 2015(03)
[10]用再生聚苯颗粒生产新型墙体材料的研究[J]. 蔡丽朋. 新型建筑材料. 2014(03)
博士论文
[1]EPS轻集料混凝土组成结构与性能研究[D]. 程从密.华南理工大学 2013
[2]EPS混凝土试验、本构模型及节能评价研究[D]. 刘嫄春.中国地震局工程力学研究所 2013
硕士论文
[1]微硅粉对EPS混凝土静态与动态力学性能影响的试验研究[D]. 冉雪美.安徽理工大学 2016
[2]EPS混凝土砌块墙体抗压性能及热工性能研究[D]. 解小娟.广西科技大学 2016
[3]EPS保温砂浆性能影响因素研究[D]. 邓初晴.上海交通大学 2010
[4]EPS轻质混凝土的实验研究与数值模拟[D]. 周可可.上海交通大学 2010
本文编号：3065179
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