墙材用蒸压加气碳纤维增强混凝土砌块的性能分析

蒸压加气混凝土砌块具有轻质、多孔、保温、隔音和抗风等优点,被广泛用作墙体建筑、内部隔断、地基填充和保护等建筑材料中。然而,这种墙材大多存在强度低、吸水率大及容易开裂等不足,限制了其进一步发展。为改善上述缺陷,在蒸压加气混凝土中添加碳纤维,并研究了碳纤维添加量对蒸压加气混凝土力学性能的影响。试验发现,在蒸压加气混凝土中添加碳纤维可以减少蒸压加气混凝土的干燥收缩,提高其抗压强度和劈裂抗拉强度,改善其韧性。

聚丙烯纤维增强蒸压加气混凝土防治抹灰裂缝研究

蒸压加气混凝土砌块被广泛用作墙体建筑、内部隔断等建筑材料中,但仍存在强度低、吸水率大及体积变形系数大等不足,砌筑成墙体时容易出现裂缝。为改善上述缺陷,在蒸压加气混凝土中添加聚丙烯(PP)纤维,并研究了PP纤维添加量对蒸压加气混凝土砌块力学性能的影响。试验发现,在蒸压加气混凝土砌块中添加PP纤维可以减少蒸压加气混凝土的干燥收缩,提高其抗压强度和劈裂抗拉强度,改善其韧性,有助于改善将其用作填充墙时抹灰裂缝的产生。

聚丙烯纤维在加气混凝土常压制备中的应用研究

通过加气混凝土制备工艺试验及性能检测研究了聚丙烯纤维增强粉煤灰加气混凝土常压制备的工艺问题。根据粉煤灰加气混凝土目前存在的强度偏低、收缩较大、需蒸压养护、制备工艺复杂、生产能耗高等问题,采用纤维增强,碱活性激发等工艺手段进行了常压制备工艺及性能改进。研究了聚丙烯纤维用量及碱激发剂用量对加气混凝土比强度的影响。为了改进纤维与水泥基体的黏结力,进行了纤维的表面涂覆改性,研究了改性纤维用量对加气混凝土比强度及密度的影响。研究发现,聚丙烯纤维能提高加气混凝土的比强度。未表面处理的聚丙烯纤维的最佳掺入量在0.2%左右,表面处理的聚丙烯纤维的最佳掺入量在0.15%左右。碱激发剂对对加气混凝土的比抗折强度也有影响,最佳配比为石灰∶氢氧化钠=15%∶2%。加入表面处理纤维后没有引起加气混凝土表观密度的明显增加。

蒸压加气混凝土砌块抗剪性能试验研究

对3组普通加气混凝土砌块试件和2组玻璃纤维加气混凝土砌块试件进行双面剪切试验,研究砌块强度等级、纤维体积率对加气混凝土砌块抗剪性能的影响;依据扫描电镜(SEM)结果,分析纤维对其抗剪性能的影响机理。试验结果表明:随着砌块强度等级提高其抗剪强度逐渐增大,B06级砌块的变形、抗剪强度比B05级分别提高14.3%、28.1%,B07级砌块的变形、抗剪强度比B06级分别提高18.5%、29.2%;纤维体积率2.5%的B06级蒸压加气混凝土砌块比不掺纤维B06级砌块的平均极限变形、初裂抗剪强度、极限抗剪强度分别提高10.5%、2.4%、4.9%,纤维体积率5%的B06级蒸压加气混凝土砌块比不掺纤维B06级砌块的平均极限变形、初裂抗剪强度、极限抗剪强度提高19.5%、7.3%、12.2%;玻璃纤维与水化产物形成的网络状三维支撑体系是增强其抗剪性能及变形的主要原因。

BFG增强蒸压加气混凝土砌块填充墙框架抗震性能试验研究

大量震害表明,在强震作用下传统填充墙框架结构的填充墙与框架之间相互作用非常复杂,破坏严重。为改善填充墙框架结构的抗震性能,本文采用适应我国墙材革新所倡导的蒸压加气混凝土砌块作为墙体材料,利用玄武岩纤维格栅(BFG)替代钢筋作为填充墙墙体内的拉结材料,设计了两种不同的填充墙与框架的柔性连接方式,对填充墙框架进行了拟静力试验研究。分析了其破坏特征、滞回曲线特性、骨架曲线、墙体延性、强度衰减、刚度退化以及累积耗能。结果表明,在水平荷载作用下,采用柔性连接方式的填充墙对框架承载能力影响不大,不会因框架在平面内发生较大位移而导致墙体严重破坏,且采用本文提出的平板连接方式的填充墙对框架抗侧刚度几乎没有影响,其破坏模式更为合理;同时,墙体内配置的玄武岩纤维格栅延缓了墙体的开裂,对墙体变形构成有效约束。

加气混凝土干混特细砂抹灰砂浆研究

以保水剂、粘结剂、聚合物纤维对特细砂水泥砂浆综合改性,配制施工性、粘结性、抗裂性良好的加气混凝土特细砂干拌抹灰砂浆。研究了甲基纤维素醚(MC)对特细砂抹灰砂浆保水性、粘聚性、施工性的改性作用;不同纤维对抹灰砂浆的增强作用,聚丙烯纤维的增强效果与掺用方法;粘结剂的改性作用与适宜掺量。分析讨论了加气混凝土特细砂干混砂浆的改性原理及该抹灰砂浆的配制方法及其性能。

高耐碱玻纤在蒸压砂加气混凝土中的应用研究

研究了不同掺量的高耐碱玻纤对蒸压砂加气混凝土抗压强度、抗折强度、干燥收缩值以及抗冲击强度的影响,并与普通耐碱玻纤进行对比,分析了高耐碱玻纤在蒸压砂加气混凝土中的适用性。结果表明:高耐碱玻纤在蒸压砂加气混凝土中耐腐蚀、易分散、不破泡,掺量为0.3%时对蒸压砂加气混凝土有最佳增强效果。

装配式配纤维格栅ALC砌块墙板抗弯性能试验研究

为解决国内蒸压加气混凝土墙板生产成本高、生产工艺复杂等一系列问题,提出装配式配纤维格栅ALC砌块墙板。采用四分点加载法对2块素墙板和2块配纤维格栅的墙板进行抗弯试验,验证该墙板在实际工程中的可行性。通过改变拼接形式以及配纤维格栅面积进行墙板优化,研究了相应优化形式对墙板破坏形式、挠度和抗弯承载力的影响。素墙板与配纤维格栅墙板均发生脆性破坏;极限破坏荷载均已超过墙体自重的1.5倍;且配纤维格栅面积越大,抗弯承载力越大,挠度越小,墙板抗弯性能越好。选取环向包裹2道纤维格栅的墙板作为砌块墙板优化类型,该墙板的抗弯性能符合JG/T169—2016《建筑隔墙用轻质条板通用技术要求》的要求。

玻纤格栅配筋砌块墙体抗震性能试验研究

针对配筋砌体存在配筋层砂浆灰缝较厚,不利于节能保温,该文采用玻纤格栅土工材料替代配筋砌体中的水平钢筋,可有效减小灰缝厚度、方便施工。为研究其抗震性能,该文采用四连杆机构加载装置分别对水平配玻纤格栅砌块墙体、水平配钢筋砌块墙体和无筋砌块墙体进行低周往复荷载试验,对比分析各类墙体的破坏特征及抗震性能。试验结果表明:水平配玻纤格栅可显著提高墙体抗剪承载力、变形能力及延性。其与无筋砌块墙体相比极限荷载提高了75%,极限位移提高了7.5倍,延性系数为无筋砌块墙体的3.61倍。其与配钢筋墙体相比各抗震性能指标较为接近,且略小于配钢筋墙体。采用玻纤格栅配置在砌体水平灰缝中,不仅可以实现薄灰缝砌体,提高砌体热工性能,还可显著提高砌体墙体的抗震性能,具有很好的应用前景,对砌体结构抗震及促进建筑节能具有重要的理论价值和现实意义。

蒸压加气混凝土砌块墙体面层增强对比试验研究

建筑抗震设计规范规定楼梯间和人流通道的填充墙应采用钢丝网砂浆面层增强,为探索低成本增强方式,针对蒸压加气混凝土(AAC)墙体,设计四种面层增强方式,分别是水泥砂浆单层钢丝网增强、水泥砂浆双层玻璃纤维网布增强、粉煤灰砂浆单层玻璃纤维网布增强和粉煤灰砂浆双层玻璃纤维网布增强。对墙体进行低周反复荷载试验,对比研究不同面层增强墙体的破坏特征、抗剪承载力、极限位移和滞回特征等抗震性能。结果表明:粉煤灰砂浆面层的抗开裂能力高于普通砂浆面层的抗开裂能力;玻璃纤维网布增强与钢丝网增强对墙体抗剪承载力的提升作用基本一致,工程中可采用玻璃纤维网布替代钢丝网;通过试验结果对既有砌体结构面层加固公式进行了适用性评估。

聚丙烯纤维对陶粒加气混凝土基本物理力学性能的影响研究

为了使陶粒加气混凝土的技术性能更好地满足装配式建筑用轻质墙板的要求,通过在100 mm厚LC15轻质墙板陶粒加气混凝土中按体积率分别掺入0%、0.04%、0.08%、0.12%、0.24%的聚丙烯纤维进行7 d、14 d、28 d的表观密度、抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度实验研究,并对其宏观破坏形态和微观结构进行观察分析。结果表明,聚丙烯纤维能有效改善陶粒加气混凝土的物理力学性能,并且在轻质墙板陶粒加气混凝土中聚丙烯纤维适宜掺量为0.08%~0.12%。

配玻纤格栅对加气混凝土砌块砌体抗剪性能试验研究

为研究在水平灰缝中配玻纤格栅砌体的通缝抗剪性能并与未配置玻纤格栅砌体进行对比,采用蒸压加气混凝土砌块砌筑双剪试件,对配置不同规格玻纤格栅砌体及加气混凝土砌块砌体进行了通缝截面抗剪试验,对比分析了其破坏形态及抗剪强度。研究结果表明,两者破坏现象相似,配玻纤格栅砌体抗剪强度低于加气混凝土砌块砌体,小网格尺寸玻纤格栅砌体抗剪强度高于大网格尺寸玻纤格栅砌体。建议采用小网格尺寸玻纤格栅铺设在水平薄灰缝中用以替代钢筋,有利于砌体结构抗震、薄灰缝砌体的推广应用及建筑节能的发展。

纤维特性对砂加气混凝土力学性能和微观结构的影响

砂加气混凝土因其韧性较差,在生产过程中易出现缺棱掉角的现象。通过添加不同长径比和弹性模量的纤维,研究纤维掺量对砂加气混凝土抗压和抗折强度的影响,并借助X射线衍射和扫描电镜分析其微观结构,研究了纤维对砂加气混凝土增韧机理。研究结果表明:聚丙烯纤维和玻璃纤维的最佳掺量均为0.3%,砂加气混凝土的抗压强度分别提高了22.0%和27.8%,抗折强度分别提高了20.0%和26.0%。不同纤维对砂加气混凝土的水化产物含量有一定的影响,但不会生成新相。纤维对砂加气混凝土的增强增韧机理主要在于其能在基体中形成三维网络骨架,通过减缓裂纹尖端的应力集中,减缓或阻止裂纹的扩展。添加两种纤维的砂加气混凝土砌块受力时主要对纤维拔出做功,因此纤维本身的弹性模量对砂加气混凝土强度的影响较小。

纤维增强型蒸压加气混凝土砌块力学性能研究

在其他原料配合比不变的条件下,研究掺玉米秸秆纤维及玻璃纤维蒸压加气混凝土砌块的抗压及劈裂抗拉力学性能,借用扫描电镜(SEM)手段从微观层面分析纤维对基体的作用。试验结果表明:掺入0.2%和0.5%的玉米秸秆纤维对蒸压加气混凝土砌块的抗压强度没有显著影响,对劈裂抗拉强度分别提高7.4%及18.5%;掺0.2%和0.5%玻璃纤维的蒸压加气混凝土砌块抗压强度分别提高6.0%及22.0%,劈裂抗拉强度分别提高14.8%及33.3%;纤维在基体里形成的网络状增强受力体系及纤维-基体界面是纤维影响基体作用的主要原因。

承重加气混凝土开裂性能试验研究

粉煤灰蒸压加气混凝土砌块,是国内外公认的适应建筑节能的新型环保墙体材料之一。用它砌筑墙体能减轻建筑物的自重,降低综合造价,但是较易开裂。制品表面产生裂纹,严重影响后期性能。本文在对其机理进行分析的基础上,通过加入纤维对粉煤灰蒸压加气混凝土的开裂问题予以试验研究,较好解决了这一技术难题。

配BFG蒸压加气混凝土砌块砌体基本力学性能数值模拟

将蒸压加气混凝土(AAC)砌体填充墙采用薄灰缝专用砂浆砌筑,并在灰缝中配置玄武岩纤维格栅(BFG),可以提高墙体的抗压强度和延性。为了研究配BFG的AAC砌块砌体的基本力学性能,设计了9组27个试件进行抗压和抗剪试验。在试验的基础上,首先分析了砌体的抗压和抗剪性能,给出抗压上升段本构方程和抗压、抗剪强度建议公式;其次运用ABAQUS对砌体的抗压和抗剪性能进行模拟,通过比较模拟结果与试验结果,验证了有限元模型的合理性;最后分析了模型受压时的应力-应变关系,给出抗压下降段本构方程。研究表明:荷载施加处,接触面上剪应力集中是砌体通缝抗剪破坏的主要原因;本构方程可为配BFG蒸压加气混凝土砌体填充墙抗震性能的研究提供参考。

改性竹纤维加气混凝土的制备与界面特性

以竹纤维为增强体制备了加气混凝土,采用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)对竹纤维进行了表面改性.力学性能测试结果表明,与空白组(未掺加竹纤维)相比,掺加0.1%改性竹纤维的加气混凝土7 d抗折强度提高了58.8%,7 d抗压强度提高了13.8%.傅里叶变换红外光谱及X射线光电子能谱分析表明:KH560的环氧基团与竹纤维表面羟基反应,改性后竹纤维出现了Si—O键和Si元素特征峰,KH560接枝到竹纤维表面,改善了竹纤维与混凝土基体之间的界面特性.X射线衍射分析表明,混凝土内部形成大量高结晶度的片状和针状托勃莫来石组分和低结晶度的低碱水化硅酸钙(C-S-H),两者连接紧密、重叠交错,形成坚固的网状结构.扫描电镜分析表明,竹纤维经KH560表面改性后,与混凝土基体之间的界面结合更加紧密.

木纤维增强砂加气混凝土的研究

掺入木纤维增强B05和B06两种密度等级的砂加气混凝土,测试了料浆流动性和发气效率,系统地研究了木纤维用量对试块的体积密度、孔隙率、力学性能、导热系数、物相组成和微观结构的影响。结果表明,随着木纤维掺量的增加,料浆流动性和发气效率降低,孔隙率、体积密度和导热系数增大;掺加木纤维后,力学性能尤其是抗弯和抗拉强度得到了显著的增强,当木纤维掺量为0.4%时,抗压、抗弯和抗拉强度均达到最大值。木纤维通过物理作用达到增强效果。