再生泡沫陶瓷加劲墙板力学性能研究

发布时间：2020-10-12 00:04

　　 再生泡沫陶瓷加劲墙板的主要原材料为陶瓷废料及废瓷尾矿,经过高温烧制成型,并通过低温条件下在陶瓷墙板中附加钢筋来提高板的结构强度,进而实现墙板的结构节能一体化。新型墙板能够消化利用大量固体废弃物,可有效提高建筑的外墙保温效果,具有极佳的经济效应及节能环保效应,值得进一步研究与推广。现在的混凝土结构墙体材料主要选用的是各种混凝土砌块和烧结空心砖等,这些块材主要由粘土、水泥、沙、石子等材料组成,造成大量环境污染和资源浪费。而且,采用砌筑的施工工艺消耗大量人工及现场作业时间,质量难以保证。对于许多新型墙体,目前的一体化墙板存在很多问题,虽然部分墙体实现了工厂化生产,但仍不能避免现场大规模湿作业,并且工艺非常复杂,对大规模推广造成非常大的阻碍。所以开发新型的轻质高强、环保节能的墙体材料是未来建筑发展的方向。从建筑节能环保的角度出发,二十一世纪以来泡沫陶瓷在建筑材料以及其他一些方面的应用日趋广泛,这种材料具有轻质、高强、耐热、防水渗,且与水泥砂浆、混凝土等相容性好等优异的综合性能。本课题采用淄博永旭耐火材料有限公司所生产的再生高强泡沫陶瓷,此种泡沫陶瓷材料的峰值应力可以达到9.08MPa,远高于传统的泡沫陶瓷2-3MPa的峰值应力。本文利用有限元软件ANSYS对再生泡沫陶瓷加劲墙板试件的力学性能进行了分析研究。建立了九片不同配筋形式、高度、加肋情况、开洞形式的再生泡沫陶瓷加劲墙板的有限元模型,对墙体进行了竖向加载模拟试验及低周反复循环加卸载模拟试验,研究了墙板开洞和不开洞两种情况下的的抗震性能变化规律,并对不同截面布置的墙板的竖向承载能力、墙板变形情况、延性、耗能能力等抗震性能进行了对比。试验研究表明:带肋墙板与无肋墙板相比,在体积增加了7.41%的情况下竖向承载力提高了159.9%,因此对泡沫陶瓷保温结构板加肋可以有效提高承载力;另外,增大配筋率可以在一定范围内提高墙体的承载能力;在低周反复循环加卸载作用下,带肋墙体的侧向荷载峰值较无肋墙体的侧向荷载峰值提高了17.3%,最大侧向位移提高了6.04%,表明对墙体加肋可以提高墙体侧向承载能力,并一定程度上提高墙体的侧向变形能力;墙体从开裂到破坏随着位移的不断增大,滞回环的面积越来越大,粘滞阻尼系数也在升高,带肋墙体在不同受力阶段,破坏状态的等效粘滞阻尼系数对于其他参数相同的无肋墙体有较大提高,墙体的加肋不但可以提高墙体刚度,还可以提高墙体变形耗能能力,进而提高墙体的抗震性能;在达到极限状态之前,较高墙体的等效粘滞系数略微提升。降低墙体高度可以有效的增大刚度,在加载初期也可以提高墙体的等效粘滞系数,但随着加载增大,墙体变形性能的差距逐渐表现出来,较矮墙体的等效粘滞系数要低于较高墙体,抗震性能也有所降低。文章最后对新型墙板值得改进和进一步细化研究的地方进行了讨论,并对此墙板在实际工程中的应用提出建议,为此墙板在市场上的推广提出了方向性指导。
【学位单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TQ174.76;TU31
【部分图文】：

图 1 加筋泡沫陶瓷试块Fig.1 Foam ceramic with steel rebar状会环保意识的增强，建筑节能方面的探索也日益技术，发展以减轻建筑物自重、减少建筑物体积施工工艺、降低建设成本、使用绿色再生材料的新方向。近年来，随着环保观念的日益普及，国内出们的研究也越来越深入。陶瓷材料研究现状料的研究始于 1970 年，泡沫陶瓷是一种具有三维材料。其孔径分布从 0.2mm-4mm，孔率范围在 6直到 1600℃以上。明了利用高岭土、氧化铝等陶瓷原料研制成功泡沫

2 发泡陶瓷保温板防火隔离带基本构造re of fire isolation belt of foamed ceramic in筑材料，现在已经广泛的被国绿色建筑中将发挥重要的作用究现状学性能的研究，相应的研究成下主要有两种破坏形式：剪切n 和 Mayes（1980）所作的实验有影响，当墙体出现裂纹后，一定数量时，承载力的提高与加配水平钢筋后提高了 8%-20进而提高了墙体的抗侧移强度

图 4 泡沫陶瓷力学性能试验标准试块ig.4 Test standard for mechanical properties of foamed ceramic载装置为 TYA-2000 电液伺服压力试验机，在系统进行采集。试验装置及试验系统见图 5。
【参考文献】

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本文编号：2837325