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改性稻壳砂浆自保温装配式外墙板试验研究

改性稻壳砂浆自保温装配式外墙板试验研究

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作者：袁加斗武汉轻工大学

学位级别：硕士

农业废弃物稻壳因其自重轻、耐腐蚀性强等优点,一定比例的掺入可以有效解决装配式墙板自重大、抗裂抗渗性能等问题,但稻壳表面的多糖、蜡质层、半纤维素等物质不利于水泥水化反应进行。本文对稻壳进行自来水、饱和石灰水、3%氢氧化钠溶... 详细信息

农业废弃物稻壳因其自重轻、耐腐蚀性强等优点,一定比例的掺入可以有效解决装配式墙板自重大、抗裂抗渗性能等问题,但稻壳表面的多糖、蜡质层、半纤维素等物质不利于水泥水化反应进行。本文对稻壳进行自来水、饱和石灰水、3%氢氧化钠溶液浸泡改性处理,对改性稻壳砂浆试件的物理力学性能和耐久性能进行研究,并采用扫描电镜、红外光谱和X射线衍射仪对稻壳砂浆改性机理进行分析。试验得出改性稻壳砂浆外墙板在荷载作用下的抗弯性能、抗震性能和裂缝发展规律,为稻壳砂浆复合材料运用于装配式建筑提供了理论依据。本文主要研究成果如下:(1)选取自来水、饱和石灰水、3%氢氧化钠不同溶液和不同处理时间为变量对稻壳进行改性处理,在稻壳的体积掺量为45%下,通过对各组设计配合比的稻壳砂浆试件进行7d、28d抗压强度、抗折强度试验,研究表明与未处理稻壳试件相比,饱和石灰水溶液浸泡处理24h的稻壳试件抗压强度、抗折强度分别提升10.8%、29.7%。(2)对改性稻壳砂浆试件进行抗渗、抗冻融循环、抗硫酸盐干湿循环等耐久性试验。与原状稻壳砂浆相比,经自来水浸泡处理后制作的稻壳砂浆试件耐久性能明显提升,其中最大渗水压力提高26.9%、45次冻融循环后试件的质量损失率和强度损失率分别为1.2%和12.6%;经饱和石灰水浸泡处理后制作的稻壳砂浆最大渗水压力提高53.8%,45次冻融循环后试件的质量损失率和强度损失率分别为0.9%和10.9%,45次硫酸盐干湿循环后耐腐蚀系数为78.5%;经3%氢氧化钠溶液处理后制作的稻壳砂浆试件耐久性能有所降低,随着处理时间的增加下降幅度增大。(3)采用扫描电镜、红外光谱图和X射线衍射仪对改性稻壳砂浆进行微观分析。扫描电镜微观结果表明经改性后的稻壳外表面突起更加明显,稻壳与水泥浆体的交界面粘结更好。稻壳横断面的中空复合网架结构具有储存水分、保温隔热的作用。红外光谱试验表明改性处理工艺能够去除稻壳表面的半纤维素、多糖物质和蜡质层,有助于水泥水化、水泥浆体与稻壳的粘结。XRD试验表明水泥浆体在改性处理后的稻壳中能够更好的进行水泥水化作用,水化产物的晶化程度高,提升了试件的密实度。(4)对改性稻壳砂浆足尺寸外墙板进行抗弯性能、抗震性能试验,研究结果表明外墙板受弯性能最终均布荷载达到10.08 kN/m2,远远高出全国最不利风荷载2.955kN/m2。荷载—位移曲线表明稻壳砂浆材料具有较强的抗弯承载能力,滞回曲线显示出墙板试件具有弹性和塑性发展阶段,刚度曲线显示在反复荷载作用下墙板的刚度在逐渐减小、退化,滞回曲线所包围的面积表明试件结构具有较好的延性、塑性变形能力、抗震性能和耗能能力。

关键词：改性稻壳砂浆外墙板力学性能耐久性能极限承载力

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