玻化微珠保温混凝土及其结构的基本性能试验与理论分析研究
发布时间：2021-05-24 00:16
随着全球能源危机的日益加剧和我国节能减排等相关政策的大力推行,开发研制抗震、经济并节能省地型的新的建筑结构体系成为土木工程领域的重要课题。在此背景下,对玻化微珠保温混凝土这一新型建筑保温节能材料及其结构进行试验与理论分析研究具有重要意义。目前工程建设市场上所用的建筑保温材料主要以EPS板、XPS板、胶粉EPS颗粒、硬泡聚氨酯等有机材料为主;而且保温工程作法主要是建筑物主体结构形成后,再进行保温材料的粘贴或涂抹施工。这些保温系统的作法,增加了建筑施工过程,加大了建造成本,且不利于建筑物结构受力和安全;有些建筑物由于选用的保温材料是有机材料,不仅容易老化,影响寿命,而且还会造成不同程度的室内外环境污染,甚至加重建筑物火灾隐患。基于上述原因,本文从玻化微珠保温混凝土原材料、配合比、及其基本力学、保温性能开展了试验研究工作,结合具体工程项目对玻化微珠保温混凝土结构的抗震与热工性能进行了理论模拟分析。本文研究的具体工作如下:（1）对玻化微珠材料从其生产研制、改性方面进行了理论分析与试验,为玻化微珠保温混凝土的试验研究奠定了基础。（2）基于正交设计理论,试验测定了18组不同配合比的玻化微珠保温混凝...
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：145 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 国内外建筑保温节能及围护结构能耗情况
1.1.1 我国建筑节能情况
1.1.2 国外建筑节能情况
1.1.3 国内外建筑节能情况比较
1.2 本文研究的背景及意义
1.3 本文的主要研究内容
第二章 基于保温混凝土用玻化微珠材料的特性研究
2.1 新型无机保温材料——玻化微珠的研制生产
2.2 对玻化微珠的改性研究
2.3 试验用玻化微珠的优良特性
第三章 玻化微珠保温混凝土基本性能试验方案设计研究
3.1 玻化微珠保温混凝土基本性能试验方法的理论分析
3.2 玻化微珠保温混凝土的导热性能理想化分析
3.3 玻化微珠保温混凝土的正交试验设计方案研究
3.3.1 正交试验因素水平的确定
3.3.2 正交试验方案表的设计
3.4 玻化微珠保温混凝土抗压强度与导热系数的试验方法与设备的选择
3.4.1 测定抗压强度试验设备
3.4.2 测定导热系数试验仪器
3.5 本章小结
第四章 玻化微珠保温混凝土抗压强度与导热系数的试验
4.1 试件的制作
4.1.1 试件材料选配
4.1.2 试件制作
4.2 试验结果
4.3 试验数据结果分析
4.3.1 试验数据极差分析
4.3.2 方差分析
4.3.3 导热系数与玻化微珠掺量的关系分析
4.4 基于正交试验基础上的玻化微珠保温混凝土试验
4.4.1 参照普通混凝土为C30 强度等级试配的玻化微珠保温混凝土试验结果
4.4.2 掺加细铁矿砂的玻化微珠保温混凝土试验结果
4.4.3 掺加粗铁矿砂的玻化微珠保温混凝土试验结果
4.4.4 掺加细尾砂的玻化微珠保温混凝土试验结果
4.4.5 掺加粗尾砂的玻化微珠保温混凝土试验结果
4.4.6 用强度等级52.5 铝酸盐水泥配制的玻化微珠保温混凝土试验结果
4.4.7 用强度等级32.5 普通硅酸盐水泥配制的玻化微珠保温混凝土试验结果
4.4.8 用强度等级32.5 普通硅酸盐水泥掺加Ⅰ型外加剂配制的玻化微珠保温混凝土试验结果
4.5 试验结果分析
4.5.1 各种配合比的玻化微珠保温混凝土玻化微珠掺量与导热系数、抗压强度、塌落度等指标的关系分析
4.5.2 掺加Ⅰ型外加剂对玻化微珠保温混凝土影响的试验结果分析
4.5.3 玻化微珠替代引气剂对保温混凝土性能的影响分析
4.5.4 玻化微珠保温混凝土受压破坏的断面特性分析
4.6 本章小结
第五章 玻化微珠保温混凝土单轴受压试验研究
5.1 试验用材料及试件制作
5.1.1 原材料与混凝土配合比
5.1.2 试块制作
5.2 单轴受压试验
5.2.1 加载试验过程
5.2.2 试件处理
5.2.3 试件加载破坏过程
5.3 单轴受压试验全曲线
5.3.1 三种试验方案的全曲线
5.3.2 三种试验方案玻化微珠保温混凝土本构关系的建立
5.3.3 运用Origin 软件拟合应力—应变全曲线方程
5.4 试验结果及分析
5.5 本章小结
第六章 玻化微珠保温混凝土剪力墙结构抗震性能有限元分析
6.1 计算模型的建立
6.1.1 模型采用的单元
6.1.2 结构模型图
6.2 模态分析
6.2.1 参数分析
6.2.2 振型分析
6.3 谱分析
6.3.1 谱分析基本参数的确定
6.3.2 地震反应谱分析
6.4 在8 度多遇地震作用下的时程分析
6.4.1 从x 方向输入地震波进行地震作用分析
6.4.2 从y 方向输入地震波进行地震作用分析
6.5 本章小结
第七章 玻化微珠保温混凝土建筑能耗分析
7.1 DeST-h 软件简介
7.2 能耗分析模型的建立
7.2.1 模型概况
7.2.2 在DeST-h 中绘制模型
7.3 设定模型参数
7.3.1 设定地理信息参数
7.3.2 设定结构参数
7.3.3 设定内扰参数
7.3.4 设定通风参数
7.3.5 增设系统
7.4 模拟计算
7.5 计算结果对比分析
7.5.1 房间能耗对比分析
7.5.2 系统能耗对比分析
7.5.3 建筑能耗对比分析
7.6 对我国寒冷地区热工模拟分析
7.7 本章小结
第八章 玻化微珠保温混凝土技术经济评价
8.1 玻化微珠保温混凝土自保温系统的技术先进性
8.1.1 整体性强
8.1.2 保温性能佳
8.1.3 综合性强
8.2 玻化微珠保温混凝土自保温系统与常用保温节能系统全寿命费用比较
8.2.1 玻化微珠保温混凝土自保温系统技术经济静态比较
8.2.2 玻化微珠保温混凝土自保温系统技术经济动态比较
8.3 本章小结
第九章 结论与展望
9.1 结论
9.2 本论文存在的问题和展望
参考文献
附录
致谢
个人简历、攻读学位期间发表的学术论文目录与研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]膨胀玻化微珠保温系统的应用[J]. 何韶瑶,初袆君,肖坚,闫岩. 城市住宅. 2009(02)
[2]轻盈保温墙体解决之道：RokcoreTM结构岩棉复合板[J]. CSR Panels Systems. 建筑创作. 2009(02)
[3]浅论当前我国外墙外保温防火安全体系的研究方向[J]. 杨宗焜,耿承达,杨玉楠. 建筑节能. 2008(12)
[4]W.R高性能加气混凝土砌块墙体自保温技术[J]. 王鑅,陈荣华. 墙材革新与建筑节能. 2008(12)
[5]混凝土（EPS）自保温砌块在建筑中的应用[J]. 张桂云,刘春平. 砖瓦世界. 2008(10)
[6]憎水型膨胀珍珠岩制备过程中吸水率影响因素探讨[J]. 孙顺杰,张琳,刘天池,江伟. 化学建材. 2008(05)
[7]玻化微珠保温砂浆的绿色评价[J]. 张泽平,杨晓晶,李建宇. 建筑节能. 2008(08)
[8]单一浆料类外墙外保温做法在节能65%标准下受到限制的原因及对策分析[J]. 韩保华,李法成,刘婷. 建筑节能. 2008(08)
[9]玻化微珠保温砂浆系统的设计与应用研究[J]. 张泽平,李建宇,杨晓晶,李珠. 混凝土与水泥制品. 2008(03)
[10]SiO2气凝胶在建筑材料领域的应用[J]. 武庆,金辉,张东华,华恩东,孙泽辉,张鹏. 监督与选择. 2008(06)
博士论文
[1]玻化微珠永久性保温墙模复合剪力墙结构体系研究[D]. 刘元珍.太原理工大学 2008
硕士论文
[1]玻化微珠保温混凝土试验及建筑抗震、能耗分析[D]. 王亚杰.太原理工大学 2008
[2]玻化微珠保温混凝土试验研究及其剪力墙结构抗震性能分析[D]. 樊丽军.太原理工大学 2008
[3]居住建筑围护结构节能分析与工程实践[D]. 吴彻平.重庆大学 2005
[4]高层建筑结构有限元分析[D]. 郭华.太原理工大学 2004
[5]中国国家大剧院结构抗震动力分析[D]. 郭秀华.太原理工大学 2004
[6]民用建筑结构节能原理研究[D]. 雷红鹏.天津大学 2003
本文编号：3203223
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：145 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 国内外建筑保温节能及围护结构能耗情况
1.1.1 我国建筑节能情况
1.1.2 国外建筑节能情况
1.1.3 国内外建筑节能情况比较
1.2 本文研究的背景及意义
1.3 本文的主要研究内容
第二章 基于保温混凝土用玻化微珠材料的特性研究
2.1 新型无机保温材料——玻化微珠的研制生产
2.2 对玻化微珠的改性研究
2.3 试验用玻化微珠的优良特性
第三章 玻化微珠保温混凝土基本性能试验方案设计研究
3.1 玻化微珠保温混凝土基本性能试验方法的理论分析
3.2 玻化微珠保温混凝土的导热性能理想化分析
3.3 玻化微珠保温混凝土的正交试验设计方案研究
3.3.1 正交试验因素水平的确定
3.3.2 正交试验方案表的设计
3.4 玻化微珠保温混凝土抗压强度与导热系数的试验方法与设备的选择
3.4.1 测定抗压强度试验设备
3.4.2 测定导热系数试验仪器
3.5 本章小结
第四章 玻化微珠保温混凝土抗压强度与导热系数的试验
4.1 试件的制作
4.1.1 试件材料选配
4.1.2 试件制作
4.2 试验结果
4.3 试验数据结果分析
4.3.1 试验数据极差分析
4.3.2 方差分析
4.3.3 导热系数与玻化微珠掺量的关系分析
4.4 基于正交试验基础上的玻化微珠保温混凝土试验
4.4.1 参照普通混凝土为C30 强度等级试配的玻化微珠保温混凝土试验结果
4.4.2 掺加细铁矿砂的玻化微珠保温混凝土试验结果
4.4.3 掺加粗铁矿砂的玻化微珠保温混凝土试验结果
4.4.4 掺加细尾砂的玻化微珠保温混凝土试验结果
4.4.5 掺加粗尾砂的玻化微珠保温混凝土试验结果
4.4.6 用强度等级52.5 铝酸盐水泥配制的玻化微珠保温混凝土试验结果
4.4.7 用强度等级32.5 普通硅酸盐水泥配制的玻化微珠保温混凝土试验结果
4.4.8 用强度等级32.5 普通硅酸盐水泥掺加Ⅰ型外加剂配制的玻化微珠保温混凝土试验结果
4.5 试验结果分析
4.5.1 各种配合比的玻化微珠保温混凝土玻化微珠掺量与导热系数、抗压强度、塌落度等指标的关系分析
4.5.2 掺加Ⅰ型外加剂对玻化微珠保温混凝土影响的试验结果分析
4.5.3 玻化微珠替代引气剂对保温混凝土性能的影响分析
4.5.4 玻化微珠保温混凝土受压破坏的断面特性分析
4.6 本章小结
第五章 玻化微珠保温混凝土单轴受压试验研究
5.1 试验用材料及试件制作
5.1.1 原材料与混凝土配合比
5.1.2 试块制作
5.2 单轴受压试验
5.2.1 加载试验过程
5.2.2 试件处理
5.2.3 试件加载破坏过程
5.3 单轴受压试验全曲线
5.3.1 三种试验方案的全曲线
5.3.2 三种试验方案玻化微珠保温混凝土本构关系的建立
5.3.3 运用Origin 软件拟合应力—应变全曲线方程
5.4 试验结果及分析
5.5 本章小结
第六章 玻化微珠保温混凝土剪力墙结构抗震性能有限元分析
6.1 计算模型的建立
6.1.1 模型采用的单元
6.1.2 结构模型图
6.2 模态分析
6.2.1 参数分析
6.2.2 振型分析
6.3 谱分析
6.3.1 谱分析基本参数的确定
6.3.2 地震反应谱分析
6.4 在8 度多遇地震作用下的时程分析
6.4.1 从x 方向输入地震波进行地震作用分析
6.4.2 从y 方向输入地震波进行地震作用分析
6.5 本章小结
第七章 玻化微珠保温混凝土建筑能耗分析
7.1 DeST-h 软件简介
7.2 能耗分析模型的建立
7.2.1 模型概况
7.2.2 在DeST-h 中绘制模型
7.3 设定模型参数
7.3.1 设定地理信息参数
7.3.2 设定结构参数
7.3.3 设定内扰参数
7.3.4 设定通风参数
7.3.5 增设系统
7.4 模拟计算
7.5 计算结果对比分析
7.5.1 房间能耗对比分析
7.5.2 系统能耗对比分析
7.5.3 建筑能耗对比分析
7.6 对我国寒冷地区热工模拟分析
7.7 本章小结
第八章 玻化微珠保温混凝土技术经济评价
8.1 玻化微珠保温混凝土自保温系统的技术先进性
8.1.1 整体性强
8.1.2 保温性能佳
8.1.3 综合性强
8.2 玻化微珠保温混凝土自保温系统与常用保温节能系统全寿命费用比较
8.2.1 玻化微珠保温混凝土自保温系统技术经济静态比较
8.2.2 玻化微珠保温混凝土自保温系统技术经济动态比较
8.3 本章小结
第九章 结论与展望
9.1 结论
9.2 本论文存在的问题和展望
参考文献
附录
致谢
个人简历、攻读学位期间发表的学术论文目录与研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]膨胀玻化微珠保温系统的应用[J]. 何韶瑶,初袆君,肖坚,闫岩. 城市住宅. 2009(02)
[2]轻盈保温墙体解决之道：RokcoreTM结构岩棉复合板[J]. CSR Panels Systems. 建筑创作. 2009(02)
[3]浅论当前我国外墙外保温防火安全体系的研究方向[J]. 杨宗焜,耿承达,杨玉楠. 建筑节能. 2008(12)
[4]W.R高性能加气混凝土砌块墙体自保温技术[J]. 王鑅,陈荣华. 墙材革新与建筑节能. 2008(12)
[5]混凝土（EPS）自保温砌块在建筑中的应用[J]. 张桂云,刘春平. 砖瓦世界. 2008(10)
[6]憎水型膨胀珍珠岩制备过程中吸水率影响因素探讨[J]. 孙顺杰,张琳,刘天池,江伟. 化学建材. 2008(05)
[7]玻化微珠保温砂浆的绿色评价[J]. 张泽平,杨晓晶,李建宇. 建筑节能. 2008(08)
[8]单一浆料类外墙外保温做法在节能65%标准下受到限制的原因及对策分析[J]. 韩保华,李法成,刘婷. 建筑节能. 2008(08)
[9]玻化微珠保温砂浆系统的设计与应用研究[J]. 张泽平,李建宇,杨晓晶,李珠. 混凝土与水泥制品. 2008(03)
[10]SiO2气凝胶在建筑材料领域的应用[J]. 武庆,金辉,张东华,华恩东,孙泽辉,张鹏. 监督与选择. 2008(06)
博士论文
[1]玻化微珠永久性保温墙模复合剪力墙结构体系研究[D]. 刘元珍.太原理工大学 2008
硕士论文
[1]玻化微珠保温混凝土试验及建筑抗震、能耗分析[D]. 王亚杰.太原理工大学 2008
[2]玻化微珠保温混凝土试验研究及其剪力墙结构抗震性能分析[D]. 樊丽军.太原理工大学 2008
[3]居住建筑围护结构节能分析与工程实践[D]. 吴彻平.重庆大学 2005
[4]高层建筑结构有限元分析[D]. 郭华.太原理工大学 2004
[5]中国国家大剧院结构抗震动力分析[D]. 郭秀华.太原理工大学 2004
[6]民用建筑结构节能原理研究[D]. 雷红鹏.天津大学 2003
本文编号：3203223
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