Thermal Analysis of Concrete Mixtures with Recycled EPS Aggregates

Reusing recycled waste materials in buildings is gaining more and more attention for what it offers economic,environmental,and energy benefits;and many researchers are nowadays working on producing new sustainable construction materials incorporating recycled wastes.In this scope,this work uses an experimental approach aiming at understanding the effect of incorporating Expanded Polystyrene(EPS)beads in concrete and proposing thermally improved concrete mixtures for the production of hollow blocks in Lebanese constructions by substituting fine aggregates with recycled products such as EPS in order to promote their insulating properties.Three different diameters of EPS beads(2 mm~3 mm,3 mm~4 mm and 4 mm~5 mm)are studied with different volumetric ratios(20%,40%,60%and 80%)in order to investigate the effect of EPS on the thermal properties of concrete.The results showed that the only the percentage of incorporated EPS beads impacted the thermal performance of the concrete mixtures while the EPS diameters have a negligible effect on the thermal properties of the concrete samples.

高温后再生保温混凝土损伤劣化数值分析

【目的】内部多孔且高温稳定的玻化微珠(glazed hollow beads,GHB)可在一定程度上减缓混凝土的高温损伤劣化,提升混凝土的抗火性能。为了进一步明确GHB改善混凝土抗火性能的机理,从细观尺度出发,提出一种可考虑初始缺陷和再生骨料(recycled coarse aggregate,RCA)取代率的再生保温混凝土(recycled aggregate concrete mixed with glazed hollow beads,RATIC)细观模型的建模方法。【方法】利用现阶段比较常用的塑性损伤模型,探究了RCA取代率(0,50%,100%)、GHB含量(0,70%,100%)和孔隙率(0,2%,4%)对于高温后RATIC力学性能的影响。【结果】结果表明:随着受火温度的提高,荷载作用下RATIC试件的损伤分布均呈现出逐渐加剧的趋势,且500℃后,试件的损伤分布较400℃之前严重。GHB的加入可在一定程度上缓减混凝土内部的损伤劣化,而RCA的加入会加剧此现象。此外,随着孔隙率增大,RATIC试件的强度逐渐变低。

秸秆/聚丙烯纤维-玻化微珠保温混凝土基本性能正交试验

应用正交试验法开展了16组秸秆/聚丙烯纤维-玻化微珠保温混凝土和3组玻化微珠保温混凝土基本性能试验。完成了秸秆粉末体积率VS、玻化微珠代砂率VG和聚丙烯纤维体积率VP这3种因素对秸秆/聚丙烯纤维-玻化微珠保温混凝土立方体抗压、劈裂抗拉强度极差和方差分析。结果表明:玻化微珠掺入可有效提高混凝土隔热保温性、工作性,但会造成强度损失。玻化微珠对混凝土抗压强度减小最为显著,最大损失幅度为24.64%,秸秆粉末和聚丙烯纤维对抗压强度影响可忽略;聚丙烯纤维对混凝土抗拉强度提高极为显著,最大提升幅度为16.72%,同时显著提高拉压比。基于试验数据建立了秸秆/聚丙烯纤维-玻化微珠保温混凝土抗压和抗拉强度预测模型,预测效果较好。

秸秆/聚丙烯纤维-玻化微珠保温混凝土抗冻融试验研究

为探索冻融循环下秸秆粉末、聚丙烯纤维和玻化微珠对保温混凝土导热性能的影响,采用正交试验设计16组保温混凝土并进行抗压强度、抗拉强度和导热系数的试验测试,分析秸秆粉末体积率(因素A)、玻化微珠代砂体积率(因素B)、聚丙烯纤维体积率(因素C)对秸秆/聚丙烯纤维-玻化微珠保温混凝土导热系数变化和质量损失的影响。结果表明,随冻融循环次数增加,混凝土隔热能力和质量均不断降低;80次冻融循环后导热系数平均增大49.97%,质量损失平均降低37.93%。极差分析表明,对导热系数的影响顺序为:因素A>因素B>因素C,对质量损失的影响顺序为:因素A>因素C>因素B。冻融循环下,秸秆纤维对保温混凝土导热系数、质量损失的影响较其他掺合料明显,并可有效延长热量传递路径,提高保温效果。

玻化微珠保温混凝土初探

介绍了一种新型节能建材玻化微珠保温混凝土。先从理论上分析,在常规混凝土中加入一定比例的玻化微珠,混凝土的导热系数大大降低。然后,通过试验研究来探索玻化微珠混凝土导热性能、强度及工作度随玻化微珠掺量变化而变化的情况。从而验证了玻化微珠保温混凝土是一种结构兼保温新型的节能建材。

玻化微珠陶粒混凝土的正交试验研究

通过正交试验分析了陶粒、矿物质超细粉、钢渣水泥、外加剂掺量对玻化微珠陶粒混凝土导热系数、抗压强度和表观密度的影响,验证了在玻化微珠保温混凝土中掺加陶粒等材料来配制玻化微珠陶粒混凝土的可行性。

玻化微珠保温混凝土的绿色评价

绿色混凝土是混凝土发展的趋势,阐述了绿色混凝土的定义及特点,并据此对玻化微珠保温混凝土进行了绿色评价。介绍了玻化微珠保温混凝土所用的材料,从抗震性能、保温性能、施工性能、综合性能对其技术性能进行分析,并与常见保温系统进行对比,表明玻化微珠保温混凝土的生产可以利用废料,产品先进、节能、经济、环保,是一种具有广阔市场前景的绿色混凝土。

玻化微珠保温混凝土正交试验研究

通过正交试验,分析了相关因素对玻化微珠保温混凝土的导热系数和抗压强度的影响规律,验证了在混凝土中掺加一定数量的玻化微珠配制玻化微珠保温混凝土的可行性。

玻化微珠对无机轻集料保温砂浆性能的影响

测试了2种不同玻化微珠配制的无机轻集料保温砂浆的性能,并通过线性回归拟合,研究了不同玻化微珠对保温砂浆干密度与导热系数、抗压强度之间相关性的影响情况。结果表明,堆积密度、筒压强度、导热系数相对较大、颗粒粒径相对较小的玻化微珠配制的保温砂浆具有更好的物理力学性能及保温隔热性能;同一种玻化微珠配制的保温砂浆,干密度与抗压强度、导热系数间有较好的相关性;在已知干密度的条件下,2种保温砂浆利用同一个拟合公式,推算出来的导热系数值具有一定的参考价值。

掺煤渣的再生混凝土保温空心砌块力学行为与热工性能研究

以煤渣与玻化微珠为保温材料,试验研究了100%再生粗骨料混凝土保温空心砌块的强度与热工性能。首先依据面积加权法计算理论,以导热系数最低为优化目标设计了空心率为44%的四排孔空心砌块块型,然后通过正交试验与方差分析,探讨了胶凝材料总质量、煤渣质量掺量、再生细骨料质量掺量和玻化微珠体积掺量对保温砌块抗压强度、抗拉强度与导热系数的影响规律。采用总功效系数法优化配合比,并用对比试验进一步探讨了煤渣的合理掺量。结果表明：采用最优配合比可制备出满足JG/T 407—2013《自保温混凝土复合砌块》的SIB I（3）1300 MU5.0 EC20 ES4优等产品;煤渣会降低砌块的强度,提高砌块的保温性能,合理取代率为30%~50%。

冻融循环下玻化微珠保温混凝土抗压性能试验研究

玻化微珠保温混凝土是适应我国建筑节能和结构自保温体系发展而提出的新型绿色建材,为了研究冻融对其抗压性能的影响,进行了冻融循环下的立方体抗压强度试验。在保温混凝土优化配合比的基础上,选定六个影响混凝土强度的主要因素,设计正交试验,采用快冻法对玻化微珠保温混凝土进行0、15、30、50次冻融循环,观察各组试件表面剥蚀情况,确定混凝土强度及其退化特征。试验结果表明:经过50次冻融循环后,水灰比为0.50的混凝土抗压强度降低为初始值的80.90%,运用回归分析法确定了抗压强度与冻融次数之间的定量关系表达式,通过极差分析确定水灰比是影响混凝土冻融后强度的主要因素。

再生混凝土自保温空心砌块热工性能研究

为了达到建筑节能标准65%,基于国家标准GB/T 15229—2011《轻集料混凝土小型空心砌块》、JGJ/T 14—2011《混凝土小型空心砌块建筑技术规程》对砌块几何尺寸的要求和JGJ 00134—2010《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》对夏热冬冷地区墙体传热阻的要求,对再生混凝土自保温砌块进行块型设计,优选两种块型的砌块进行热工性能理论分析。设计正交试验,掺加玻化微珠提高混凝土的导热性能,试验得到适用于夏热冬冷地区多层居住建筑外墙的再生混凝土自保温混凝土砌块配合比。试验证明制备生产满足建筑节能65%的自保温再生混凝土砌块在理论和试验上都是可行的。

铁尾矿砂在玻化微珠保温混凝土中的再利用试验研究

通过分析铁尾矿砂的化学成分、矿物组成、颗粒级配以及其他性能研究把铁尾矿砂用作建筑用砂的可能性。用铁尾矿砂替代部分天然河砂配制玻化微珠保温混凝土,通过研究铁尾矿砂的替代率对玻化微珠保温混凝土的工作性能、力学性能以及热工性能的影响来确定铁尾矿砂的合理替代率。试验结果表明:铁尾矿砂符合建筑用砂的质量要求,可以用来替代天然河砂;把铁尾矿砂的替代率控制在50%是合理的,此时玻化微珠保温混凝土的工作性能良好,抗压强度有所提高,导热系数也比较理想。

不同类型再生细骨料对保温混凝土力学性能的影响

为了研究不同类型再生细骨料对玻化微珠保温混凝土力学性能的影响,将废弃混凝土再生细骨料和废弃黏土砖再生细骨料分别以25%、50%、75%和100%(体积分数)取代率取代保温混凝土中的天然河砂,并测试了再生保温混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和弹性模量。结果表明:25%是废弃混凝土再生细骨料在保温混凝土中的最优取代率;75%是废弃黏土砖再生细骨料在保温混凝土中的最优取代率。再生细骨料的压碎值和再生胶砂强度比在实际工程中可以有效区分不同类型再生细骨料的品质。废弃黏土砖再生细骨料中的火山灰材料可以有效提高再生保温混凝土的密实度,而废弃混凝土再生细骨料中残余的氢氧化钙却降低了再生保温混凝土的力学性能,因而废弃黏土砖再生细骨料具有更高的回收利用价值。

玻化微珠保温混凝土剪力墙低周往复荷载试验承载力研究

玻化微珠保温混凝土剪力墙是建筑节能和结构抗震相结合的一种新型承重自保温墙体。通过一定轴压力下的低周往复荷载试验,分析玻化微珠保温混凝土剪力墙的破坏形态、骨架曲线、刚度及退化,实测墙体的开裂荷载和承载力,并与计算值进行对比分析,试验和分析结果表明:计算值与实测值较为吻合,研究成果可为玻化微珠保温混凝土进一步推广应用和相关标准的制定提供理论依据。

钢筋直径对钢筋-再生保温混凝土粘结锚固性能影响的研究

再生保温混凝土是一种新型节能型混凝土,钢筋-混凝土粘结锚固性能是决定再生保温混凝土能否应用于实际工程中的关键。采用中心拔出方法,研究了钢筋直径对钢筋-再生保温混凝土粘结锚固性能的影响,得到了钢筋-再生保温混凝土粘结-滑移曲线,建立了相关粘结滑移本构关系模型。结果表明,随着钢筋直径的增加,钢筋-再生保温混凝土粘结锚固性能减小;钢筋直径为12 mm和18 mm时,试件发生剪切破坏;钢筋直径为25 mm时,试件发生劈裂破坏;再生保温混凝土可采用连续曲线模型来计算小直径(D≤18 mm)钢筋-再生保温混凝土粘结滑移本构关系。

火灾下玻化微珠保温混凝土柱有限元分析

为探究玻化微珠保温混凝土结构耐火性能,基于ANSYS有限元分析软件模拟计算火灾下玻化微珠保温混凝土柱截面和钢筋温度场分布,与普通混凝土柱截面及钢筋温度场展开对比。结果表明:玻化微珠保温混凝土具有良好的保温隔热性能,可以减少外界热量对构件内部混凝土和钢筋的强度损伤,但同时也在构件截面产生较大的温差,导致玻化微珠保温混凝土构件承受着较大的温度应力,甚至可能发生爆裂。

煤矸石玻化微珠保温混凝土抗压与抗折试验研究

煤矸石玻化微珠保温混凝土是指在玻化微珠保温混凝土的基础上用煤矸石取代其中部分或全部天然石子,可合理利用煤炭行业产生量巨大的煤矸石这种材料。为了研究该混凝土的基本力学性能及不同煤矸石掺量对保温混凝土抗压和抗折性能的影响,设计了5种不同煤矸石掺量的保温混凝土方案。通过试验研究,得出随着煤矸石掺量的增加,保温混凝土的抗压与抗折强度均会下降,并且两者降低的幅度基本一致,进一步回归了抗折强度与立方体抗压强度的换算关系式。

玻化微珠保温混凝土抗压强度与导热系数试验研究

通过正交试验,分析了相关因素对混凝土导热系数和抗压强度的影响规律,验证了在混凝土中掺加一定数量的玻化微珠配制玻化微珠保温混凝土的可行性。

掺加陶粒的玻化微珠保温混凝土试验研究

在玻化微珠保温混凝土试验的基础上,通过正交试验分析了玻化微珠掺量、玻化微珠密度、陶粒掺量、水泥强度、水泥用量、砂子用量、外加剂等7个因素对玻化微珠陶粒保温混凝土抗压强度、导热系数的影响。结果表明,在玻化微珠保温混凝土中掺加陶粒来配制玻化微珠陶粒保温混凝土可行,其最大抗压强度为45.58 MPa,最小导热系数为0.159 W(/m.K)。