工业灰渣-棉秆纤维灌孔砌块砌体的抗剪性能研究

为研究工业灰渣-棉秆纤维灌孔砌块砌体的抗剪性能,对48个工业灰渣-棉秆纤维灌孔砌块砌体和6个未灌孔工业灰渣-棉秆纤维空心砌体进行了抗剪试验,探究了砌筑砂浆抗压强度、芯柱抗压强度和预压力对灌孔砌块砌体破坏特征、峰值位移和抗剪强度的影响,分析了灌孔砌块砌体的剪切变形性能。结果表明:提高砂浆抗压强度、芯柱抗压强度和预压力均能不同程度地提升灌孔砌块砌体的抗剪强度和峰值位移,其中芯柱抗压强度和预压力对砌体抗剪强度和峰值位移影响较大;与砂浆部分相比,随着芯柱抗压强度的提升,芯柱部分对砌体抗剪强度的贡献越来越大。基于梁式抗剪模型,提出了适用于无预压状态下工业灰渣-棉秆纤维灌孔砌块砌体的抗剪强度计算公式;根据试验结果拟合了预压状态下砌体的抗剪强度计算公式。

水泥-粉煤灰改性脱硫石膏基自保温砌块的研究

分析了水泥-粉煤灰改性脱硫石膏基自保温砌块的原材料性能以及配合比,介绍了砌块的生产工艺和产品性能。采用有机无机复合的方法对脱硫石膏改性,其物理力学和热工性能满足夏热冬冷地区建筑节能自保温墙体的要求。

膨胀聚苯乙烯颗粒泡沫混凝土结构设计与应用

基于导热系数和抗压强度设计原则,从膨胀聚苯乙烯颗粒优选、水泥基复合胶凝材料硬化基体优化、微孔化、固体相体积占比等方面考虑,研究了不同干表观密度膨胀聚苯乙烯颗粒泡沫混凝土(PFC)的导热系数和抗压强度,通过配合比优化,实现了PFC结构性能、导热系数和抗压强度三者的协调;采用优化后的配合比,可制备出综合性能较佳的建筑保温与结构一体化墙体砌筑材料。

寒冷地区复合自保温砌块墙体热湿耦合迁移特性研究

为研究自保温砌块墙体的热湿耦合传递规律,将当前主流构造型式的复合自保温砌块墙体与同等厚度的外保温墙体进行对比。以寒冷地区保定市为例,通过数值软件进行模拟计算,分析自然环境下墙体内部的热湿耦合传递过程。模拟结果表明:自保温砌块墙体的保温隔热效果优于外保温墙体。在夏季工况下,墙体湿风险较低,不存在霉菌滋生与冷凝风险。在冬季工况下,自保温砌块墙体内部湿风险均高于外保温墙体。填芯自保温砌块墙体、夹芯自保温砌块墙体、外保温墙体内部相对湿度最大值分别为73.9%、92.1%、68.6%。其中,夹芯自保温砌块由于空腔的存在降低了墙体的传湿阻力,相对湿度超过80%,湿积累明显且霉变风险较大,使得墙体长期使用稳定性与保温性能受到影响。因此,填芯自保温砌块具有更好的适用性,有利于减小建筑热湿负荷,降低建筑能耗水平。

组合式陶粒加气混凝土夹芯砌块的研制

以轻质陶粒、水泥、粉煤灰作为主要原料制备的陶粒加气混凝土为砌块的受力体,分布在砌块的内外叶,绝热泡沫塑料夹芯为砌块的保温主体,硬质金属连接件为内外叶块及夹芯的连接件,制成的组合式陶粒加气混凝土夹芯砌块符合现阶段建筑节能要求。介绍了组合式陶粒加气混凝土夹芯砌块的研制过程及其生产技术。采用Ω形碳钢镀锌金属连接件、陶粒防上浮技术、坯体养护技术,通过不同厚度的内外叶、绝热泡沫塑料的组合,制备的组合式陶粒加气混凝土夹芯砌块可满足超低能耗建筑要求。

中型泡沫混凝土自保温砌块墙体热工性能数值分析研究

通过ABAQUS对热工试验进行有限元模拟,分析了砌块内叶板厚度、保温芯材种类及保温芯材厚度等参数下的热工性能。结果表明:ABAQUS有限元软件具有较高的准确性,通过编写Python脚本及软件后处理得到结构的热阻值比传统理论方法更高效准确,墙体总厚度为200mm时,所有规格墙体热阻值均小于3.3(m^(2)·K)/W;墙体总厚度为240mm时,以EPS为保温芯材热阻值均小于3.3(m^(2)·K)/W,以XPS、SEPS和SXPS为保温芯材时均大于3.3(m^(2)·K)/W;墙体总厚度为260mm和300mm时,所有保温芯材的墙体热阻值均大于3.3(m^(2)·K)/W。

中型轻质混凝土夹芯复合自保温砌块性能特点与工程应用研究

为了更好地满足北方严寒和寒冷地区建筑节能设计要求和防火设计规定,新型建筑外墙保温结构一体化技术不断涌现,轻质无机材料类自保温砌块陆续在民用建筑非承重外围护结构中推广应用。对比分析泡沫混凝土应用现状和特点、泡沫混凝土砌块主要性能和适用性,结合中型自保温砌块墙体构造组成及工程应用性能,指出中型轻质混凝土夹芯复合自保温砌块集合了传统泡沫混凝土的轻质高强、保温隔热和无机防火性能特点,将内外叶掺加固废料的改性块材与纤维增强塑料(FRP)保温板或钢丝焊接网架保温板复合为一体,通过自然养护方式在工厂化预制成型,降低了产品成本,提高了建筑外墙装配率和施工效率,防火和热工性能优良,墙体厚度260mm即可满足北方寒冷地区节能83%标准要求。

火山渣-混凝土复合自保温砌块的生产技术研究

主要介绍了火山渣-混凝土复合自保温砌块的生产技术和产品性能。研究表明,可以完全采用火山渣为骨料生产复合自保温砌块承重半框,组装的700级、800级、900级火山渣-混凝土复合自保温砌块强度等级可达到GB/T 29060—2012《复合保温砖和复合保温砌块》规定的MU3.5要求,火山渣利用率大于70%。

解毒飞灰资源化制备混凝土自保温砌块的试验研究

解毒飞灰用于制备混凝土自保温砌块,既缓解了飞灰对环境的压力,又对推进墙材革新与建筑节能工作产生积极作用。通过化学发泡、物理发泡制备混凝土自保温砌块基材技术路线均不可行。而在解毒飞灰中掺加超轻集料玻化微珠制备干表观密度700~1000级解毒飞灰轻质砂浆用于自保温砌块基材,抗压强度分别达到A3.5级、A5.0级和A7.5级;可以制备密度等级600~800级、强度等级MU3.5、MU5.0的实心自保温砌块和复合自保温砌块。

实心匀质微孔混凝土自保温砌块及其生产技术研究

匀质微孔混凝土自保温砌块作为自保温砌块墙体自保温结构系统的基础材料,具有质轻、热工性能好、比强度高等特点,可用作工业与民用建筑填充墙体材料、村镇住宅墙体材料等,符合绿色发展理念以及建筑节能与结构一体化技术发展趋势。研究表明,采用干表观密度为500kg/m3的膨胀聚苯乙烯颗粒泡沫混凝土制备密度等级为500级实心匀质微孔混凝土自保温砌块,强度等级达到A3.5,导热系数不大于0.10W/(m·K);采用干表观密度为600kg/m3的膨胀聚苯乙烯颗粒泡沫混凝土制备密度等级为600级实心匀质微孔混凝土自保温砌块,强度等级达到A5.0,导热系数不大于0.12W/(m·K);采用干表观密度为700kg/m3的膨胀聚苯乙烯颗粒泡沫混凝土制备密度等级为700级实心匀质微孔混凝土自保温砌块,强度等级达到A7.5,导热系数不大于0.14W/(m·K),可满足我国不同气候地区的建筑节能使用要求。

A09级火山渣发泡混凝土及复合砌块研究

研究了火山渣、水泥用量和养护工艺对A09级火山渣发泡混凝土抗压强度的影响,并提出了火山渣发泡混凝土的适宜配合比。研究表明,A09级火山渣发泡混凝土与绝热材料复合可制备密度等级为500、600、700、800级的火山渣发泡混凝土复合自保温砌块,并推测了该砌块的强度等级可达MU3.5、MU5.0,传热系数在0.21~0.52 W/(m^2·K)。

严寒地区基于热工和力学性能的混凝土自保温砌块设计及优化

设计了一种墙厚280 mm、满足东北严寒地区节能要求的混凝土自保温砌块.首先,分析了影响混凝土自保温砌块保温及受力性能的主要指标;其次,基于规范对砌块块形的相关要求,设计了15种自保温砌块块形;然后,利用ANSYS有限元分析软件,求解这15种砌块的传热系数和抗压强度;最后,运用多目标性能优化方法对砌块热工性能、力学性能和容重进行综合优化,得出最佳块形,并对其进行二次热工性能、力学性能优化,以得到最终最优块形.结果表明:最终最优块形的传热系数为0.350 W/(m2·K),毛截面抗压强度为6.50 MPa,横肋与竖肋应力相近,自保温砌块受力更加合理;在空心率相同的前提下,自保温层宜采用非均匀排列,近冷热源两侧端面的保温层越厚,砌块保温节能效果越好.

自保温污泥陶粒混凝土砌块及其性能研究

研制了一种新型自保温污泥陶粒混凝土砌块,对其物理力学性能及热工性能进行了研究。结果表明:所研制的自保温污泥陶粒混凝土砌块的块型设计及配合比设计合理,各项性能指标均满足标准要求,与普通混凝土空心砌块相比节能效果显著,适于夏热冬冷地区的新型墙体材料。

自保温再生混凝土砌块砌体抗剪性能数值模拟

为探讨研制的自保温再生混凝土砌块砌体的抗剪性能,选取10.6 MPa和4.5 MPa两种强度砌块及15 MPa、7.5 MPa和5.0 MPa三种强度砂浆,分析了不同材料在ABAQUS数值模拟中本构模型和相应参数的选取,进行了不同强度的砌块与砂浆组合砌筑砌体抗剪性能的数值模拟分析.结果表明:砌块和砂浆的强度较为一致时,有利于砌体发挥较好的受剪性能;单独提高砌块或砂浆的强度,对砌体受剪性能的提升效果有限;但砂浆强度高时,砌体受剪破坏后仍能保持较高的残余应力;砂浆强度过低时,砌体受剪性也随之急剧降低.

再生混凝土自保温砌块墙体传热性能

测试了不同砌块墙体的热工性能,推导了多层墙体不稳定传热的传热系数,并编制相应的计算程序对不同材料墙体的传热系数进行了理论计算.结果表明:当在墙体内外侧面粉刷20mm厚普通砂浆或保温砂浆时,190mm再生混凝土自保温砌块墙体的传热系数为1.940 W/(m2·K)或0.961W/(m2·K),分别比相同条件下240mm黏土砖墙体和190mm普通混凝土砌块墙体的传热系数降低2.95%,36.02%或1.44%,17.79%;再生混凝土自保温砌块墙体的传热系数受砌块中再生细骨料和玻化微珠掺量影响,当玻化微珠掺量(体积分数)大于60%时,各种墙体传热系数相差不大;不同墙体传热系数的实测值和理论计算值的差值小于5%.再生混凝土自保温砌块墙体具有良好的节能效果,具有工程应用价值.

自保温石膏基砌块传热模拟及结构优化

针对自保温石膏基砌块的热工性能,利用有限元分析软件ANSYS二维数值模拟砌块的传热过程,进行热流密度场分析并计算其传热系数,进一步探讨肋的结构形式及空气间层分布对砌块传热的影响从而对砌块结构形式进行优化。采用防护热箱法对优化后的砌块模型进行实验研究检测其传热系数,并利用加水平和竖向灰缝的三维模型模拟真实实验环境下砌块的传热过程。研究结果表明:薄空气间层与发泡石膏填充材料相结合的石膏基砌块为优化后的砌块结构形式。三维数值模拟结果与实验检测结果较吻合。

自保温混凝土砌块砌体抗压及抗剪性能试验研究

自保温混凝土空心砌块是一种新型的节能砌块,主要应用于框架结构的填充墙。为研究非承重自保温混凝土空心砌块砌体的基本力学性能,探讨了3种不同砌筑砂浆强度下自保温混凝土空心砌块砌体的抗压强度和抗剪强度。结果表明,自保温混凝土砌块砌体的受压过程类似于一般混凝土空心砌块,只是裂缝出现的部位不同;自保温混凝土砌块砌体的抗剪强度主要取决于砌筑砂浆强度,并随着砌筑砂浆强度的增大而增大。

复合轻集料混凝土自保温砌块的块型结构设计及性能研究

采用哑铃型孔型结构,对复合轻集料混凝土自保温砌块的块型结构进行优化设计,使之受力合理。介绍了这种自保温砌块的制备工艺流程,并制备了复合轻集料混凝土自保温砌块,然后对其热工性能和物理力学性能进行分析和试验研究。制备的复合轻集料混凝土自保温砌块的空心率为54.1%,热阻为2.144(m^2·K)/W,密度为742.93 kg/m^3,抗压强度为3.96 MPa,满足严寒地区的外墙节能要求和物理力学性能要求,适宜推广应用。

自保温暗骨架承重墙体保温性能和抗压强度试验研究

对H型秸秆混凝土砌块构成的有芯柱的自保温暗骨架承重墙和无芯柱同型砌块构成的墙体进行了保温性能和抗压强度对比试验。结果表明:有芯柱的自保温暗骨架承重墙传热系数为0.65 W/(m^2·K),无芯柱的对照墙体传热系数为0.54 W/(m^2·K),有芯柱墙体比无芯柱墙体的传热系数增大了20.4%;有芯柱自保温暗骨架承重墙的抗压强度为10.59 MPa,比无芯柱试验墙的抗压强度(6.26 MPa)提高了69.2%。芯柱的引入显著提高了自保温砌体的抗压强度,但降低了其保温性能。

内注泡沫混凝土对混凝土空心砌块力学性能的影响

通过对泡沫混凝土的发泡剂用量和水灰比对其抗压强度、干密度和吸水率影响的试验研究,确定了混凝土空心砌块中内注泡沫混凝土的最佳发泡剂用量和水灰比,以此为基础制备了复合自保温混凝土砌块,并对砌块及其砌体的力学性能进行了测试。结果表明,内填泡沫混凝土对复合砌块抗折强度和砌体抗剪承载力的提高作用显著,有利于提高砌体的抗震性能。