泡沫混凝土氣孔結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、泡沫混凝土作為一種新型的輕質(zhì)保溫隔熱建筑材料，在實(shí)際工程中得到了廣泛的應(yīng)用。論文研究分析了兩種干密度等級(jí)泡沫混凝土在不同配合比參數(shù)下的細(xì)觀氣孔結(jié)構(gòu)特征及其對(duì)宏觀性能的影響；以氣孔結(jié)構(gòu)試驗(yàn)結(jié)果為幾何參數(shù)，通過(guò)建立對(duì)應(yīng)的單元模型對(duì)泡沫混凝土進(jìn)行受壓和導(dǎo)熱的有限元計(jì)算。
　?。?）以等效平均孔徑、孔隙率和圓度值為主要性能指標(biāo)，通過(guò)正交試驗(yàn)系統(tǒng)的研究不同水膠比、粉煤灰摻量、砂膠比和發(fā)泡劑稀釋倍數(shù)對(duì)兩種干密度等級(jí)（600kg/m3和900k

2、g/m3）泡沫混凝土細(xì)觀結(jié)構(gòu)的影響。發(fā)現(xiàn)孔隙率隨水膠比和粉煤灰摻量的增大而減小，隨砂膠比的增大而增大，其中受水膠比的影響最大；等效平均孔徑與水膠比、粉煤灰摻量和砂膠比均呈正相關(guān)關(guān)系，其中，600級(jí)泡沫混凝土的三項(xiàng)影響因素極差分別為0.045、0.097和0.079；孔隙圓度值與等效平均孔徑相關(guān)，隨孔徑的增大而減小。
　?。?）以吸水率和強(qiáng)度比作為泡沫混凝土氣孔結(jié)構(gòu)的評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過(guò)曲面公式擬合的方法研究了不同孔隙率和等效平均孔徑對(duì)泡

3、沫混凝土宏觀性能的影響。結(jié)果表明吸水率與孔隙率、平均孔徑均成正相關(guān)關(guān)系，其中900級(jí)泡沫混凝土吸水率為14.12％~17.23%；強(qiáng)度比主要隨著孔隙率的增大而增大，孔徑對(duì)其影響相對(duì)較小，呈波動(dòng)性變化，擬合公式為此處公式省略:R2=0.9319。
　?。?）以孔隙率和平均孔徑為幾何參數(shù)，建立泡沫混凝土細(xì)觀單元模型，對(duì)模型施加1.0MPa和試驗(yàn)抗壓強(qiáng)度的壓應(yīng)力荷載進(jìn)行有限元計(jì)算。計(jì)算結(jié)果表明較大Von Mises應(yīng)力分布在以模型參數(shù)a

4、為中心的部分區(qū)域，為施加荷載的7~27倍；兩種荷載下的應(yīng)力比誤差為0%~4%；理論計(jì)算應(yīng)力比與試驗(yàn)測(cè)試強(qiáng)度比誤差為15.58%~31.24%。
　?。?）通過(guò)相同的泡沫混凝土模型，利用fluent軟件以50K溫差荷載進(jìn)行導(dǎo)熱計(jì)算，結(jié)果表明，在泡沫混凝土導(dǎo)熱計(jì)算有限元模型中，孔隙內(nèi)部的溫度均高于其周圍基體材料部分的溫度2K~5K；計(jì)算所得導(dǎo)熱系數(shù)比均小于試驗(yàn)所得，誤差為13.09%~17.98%；同時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)比主要與孔隙率相關(guān)，隨孔