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泡沫混凝土物理力学性能与孔隙特征的研究

泡沫混凝土物理力学性能与孔隙特征的研究

作者：齐玮沈阳建筑大学

学位级别：硕士

世界资源能源形势日益严峻,节能减排,发展低碳经济已经成为我国的一项基本国策,也是我国未来经济发展新的战略走向。其中,推进建筑保温材料革新是节能减排的重要组成部分。泡沫混凝土具有轻质、耐火、保温隔热和隔音等优异的性能,既能... 详细信息

世界资源能源形势日益严峻,节能减排,发展低碳经济已经成为我国的一项基本国策,也是我国未来经济发展新的战略走向。其中,推进建筑保温材料革新是节能减排的重要组成部分。泡沫混凝土具有轻质、耐火、保温隔热和隔音等优异的性能,既能现场浇筑,也可以在工厂中生产各种构件,广泛应用于各类建筑,特别是建筑节能工程。本文使用双氧水为发泡剂,以粉煤灰取代部分水泥为胶凝材料,制备干密度为600kg/m3-1000 kg/m3的泡沫混凝土。通过图像分析法测试泡沫混凝土的孔隙特征,讨论了材料组成、孔隙特征与物理力学性能三者之间的相互作用和影响规律,为优化泡沫混凝土的性能提供了帮助。实验优化了泡沫混凝土孔隙特征的测试方法——图像分析法。首先对泡沫混凝土断面进行打磨、上色等预处理;之后采集泡沫混凝土断面照片,使用图像处理软件对照片进行黑白二值化等处理;最后使用图分析软件测试统计泡沫混凝土孔隙特征参数。研究结果表明：材料组成对泡沫混凝土物理力学性能有显著的影响,泡沫混凝土的干密度与物理力学性能之间有密切的联系。随着双氧水掺量的增大,泡沫混凝土的干密度、抗压强度、导热系数呈下降的趋势;而孔隙率明显增大;吸水率则是先增大后减小。双氧水掺量由6%提高到7%时,不同水胶比的泡沫混凝土抗压强度平均下降了1.36MPa,降低了31.5%。泡沫混凝土的抗压强度和干密度符合y=1/(1.38889-0.00125x)的函数关系,相关系数达为0.911;导热系数和干密度符合y=-7.709(e-x/(2.189e7)))+15.463函数关系,相关系数达到了0.956;孔隙率和干密度符合y=108.13-0.05742x的函数关系,相关系数达到了0.929。材料组成对泡沫混凝土孔隙特征影响较大。泡沫混凝土的孔面积率随着双氧水掺量和水胶比的增大而下降;孔面积率的变化趋势与孔隙率的变化趋势相近,在数值上孔面积率要比孔隙率小15%-25%。当双氧水掺量为7%,水胶比由0.60提高到0.75时,孔面积率由40.1%上升到49.5%,上升了9.4%。泡沫混凝土最可几孔径的分布范围随着双氧水掺量的增加明显提高,大孔所占比例不断增加,小孔比例减少。泡沫混凝土物理力学性能与孔隙特征之间有密切的联系。随着孔面积率的增大,泡沫混凝土的抗压强度呈线性下降,其公式为f=12.65-0.15p,相关系数达到了0.941。当孔面积率接近时,圆度在1.15-1.45的孔所占的百分比增大,圆度>1.6的孔所占百分比减小,最可几圆度减小时,泡沫混凝土的抗压强度增大。随着最可几孔径的增大,其泡沫混凝土的吸水率明显下降。随着孔的最可几圆度的增大,圆度1.15-1.30的孔所占比例下降,圆度>1.60的孔所占比例提高,也会使泡沫混凝土的吸水率变大。孔面积率对泡沫混凝土导热系数有显著的影响,拟合公式为y=-0.0113(x/(e)),相关系数达到了0.9538。孔径在50-290μm间气孔所占比例越大,孔径在290-530μm间气孔所占比例越小,最可几孔径越小时,泡沫混凝土的导热系数越小。以Griffith断裂力学和复合材料理论为基础,对泡沫混凝土抗压强度和孔结构与配合比之间的关系进行定量分析与修正,并建立相应的数学模型,揭示泡沫混凝土强度与孔隙率、平均孔径和水胶比之间的关系。

关键词：泡沫混凝土孔隙特征物理力学性能配合比

固化剂施用量对刨花板物理力学性能影响的研究

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林业科技 1995年第3期20卷 44-47页

作者：高为顾继友徐岩黑龙江省林产工业研究所东北林业大学哈尔滨铁路局哈尔滨研究所

本文描述了固化剂施用量对刨花板的物理力学性能的影响。结果表明，固化剂用量与刨花板的物理力学性能呈直接相关．其用量变化幅度在０．５％～１．５％之间为宜。根据刨花板厚度和热压温度的不同，表层和芯层的用胶量亦不同。

关键词：固化剂刨花板物理力学性能施用量

用竹子、黄麻布夹层胶合板的物理力学性能研究

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林业科技 2000年第1期25卷 51-53,63页

作者：孙吉男金德子黑龙江省牡丹江林业学校 157011

为了生产加固胶合板,进行了用竹子、黄麻布夹层胶合板的研制.采用的夹层材料为竹板条、竹板坯和黄麻布,以0/90°和45°定向分别夹在上、下层和芯板层之间.试验研究表明,用竹子夹层45°定向的胶合板的物理力学性能最佳,能大幅度地提高板... 详细信息

为了生产加固胶合板,进行了用竹子、黄麻布夹层胶合板的研制.采用的夹层材料为竹板条、竹板坯和黄麻布,以0/90°和45°定向分别夹在上、下层和芯板层之间.试验研究表明,用竹子夹层45°定向的胶合板的物理力学性能最佳,能大幅度地提高板的剪切强度.用黄麻布夹层的粘着力最佳,但在45°定向时其剪切刚性不如竹子强.在45°定向时,用竹子夹层的胶合板明显增加了其物理力学性能.应用此方法可以生产其它类型竹子夹层胶合板.

关键词：竹子黄麻布胶合板夹层物理力学性能

橡胶粉掺量和粒径对混凝土物理力学性能的影响研究

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公路工程 2015年第1期40卷 266-269页

作者：许翊刘涛内江职业技术学院建筑工程系四川内江641100

通过净浆、砂浆和混凝土3个层面,研究了橡胶混凝土的物理力学性能。对不同橡胶粉掺量(0%、1%、2%、3%、4%、5%)和粒径(30目、40目和60目)下的物理力学指标进行了对比分析。结果表明:随着橡胶粉掺量的增加,水泥的凝结时间逐渐增大,砂浆... 详细信息

通过净浆、砂浆和混凝土3个层面,研究了橡胶混凝土的物理力学性能。对不同橡胶粉掺量(0%、1%、2%、3%、4%、5%)和粒径(30目、40目和60目)下的物理力学指标进行了对比分析。结果表明:随着橡胶粉掺量的增加,水泥的凝结时间逐渐增大,砂浆的表观密度逐渐减小,而混凝土的坍落度变化很小;添加5%的30目的橡胶粉使净浆、砂浆和混凝土的抗压强度分别下降42.8%、22.9%和35.7%,抗折强度分别下降9.8%、8.2%和10.3%,砂浆和混凝土的折压比分别增大31.7%和8.9%。表明橡胶粉的加入虽然降低了强度,却提高了韧性。当掺量相同时,橡胶粉粒径越小,水泥凝结时间越长,砂浆的表观密度和混凝土的坍落度越小;净浆、砂浆和混凝土的强度都随橡胶粉粒径减小而减小,粒径越小,砂浆的折压比越小,而混凝土的折压比随粒径的变化规律不明显。

关键词：橡胶混凝土物理力学性能抗压强度抗折强度折压比

热处理改性木材的性能分析 Ⅰ.热处理材的物理力学性能

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木材工业 2009年第2期23卷 43-45页

作者：李惠明陈人望严婷上海大不同木业科技有限公司上海200051

通过对针叶树材和阔叶树材分别进行热处理改性试验,探讨热处理工艺对木材物理及力学性能的影响。试验结果表明:试材颜色均随热处理温度的提高而加深,尺寸稳定性得到明显改善;试材的抗压强度、弹性模量呈增加趋势,但静曲强度和冲击韧性... 详细信息

通过对针叶树材和阔叶树材分别进行热处理改性试验,探讨热处理工艺对木材物理及力学性能的影响。试验结果表明:试材颜色均随热处理温度的提高而加深,尺寸稳定性得到明显改善;试材的抗压强度、弹性模量呈增加趋势,但静曲强度和冲击韧性有所降低。为开发适宜的热处理工艺和生产实践提供参考。

关键词：针叶树材阔叶树材热处理物理力学性能

水工建筑物高强纤维修复砂浆物理力学性能研究

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水运工程 2008年第7期 29-32页

作者：江朝华王爱民张玮陈达河海大学交通学院江苏南京210098 扬州市航道管理处江苏扬州225200

针对水工建筑物表面损坏特点,采用聚丙烯纤维和新型玄武岩纤维配制了纤维高强修复砂浆,进行了修复砂浆干缩、抗压、抗折强度、抗拉强度及抗弯性能的试验研究。研究结果表明:加入纤维能有效改善砂浆的早期抗干缩能力,对砂浆的早期抗压、... 详细信息

针对水工建筑物表面损坏特点,采用聚丙烯纤维和新型玄武岩纤维配制了纤维高强修复砂浆,进行了修复砂浆干缩、抗压、抗折强度、抗拉强度及抗弯性能的试验研究。研究结果表明:加入纤维能有效改善砂浆的早期抗干缩能力,对砂浆的早期抗压、抗折强度有一定的改善作用,但对砂浆的长期力学性能有一定的衰减作用;加入纤维后砂浆的抗弯荷载均有一定程度的增加,并且砂浆的挠度明显增大。当荷载为2 kN时,高强砂浆、聚丙烯纤维和玄武岩纤维砂浆试件的挠度相对于空白样分别增加了12.0%,34.1%和22.0%,说明加入纤维能有效地改善砂浆的韧性,提高砂浆抵抗变形开裂及抗冲击能力。

关键词：水工建筑物纤维修复砂浆物理力学性能

矿渣地聚物气泡混合轻质填料的物理力学性能及其微观机理研究

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矿渣地聚物气泡混合轻质填料的物理力学性能及其微观机理研究

作者：徐辉太原理工大学

学位级别：硕士

坚持节约资源和绿色生态是我国未来建设的发展理念。随着交通建设需求量的不断扩大,我国面临的生态和环境挑战也与日俱增,矿渣作为一种高产工业固体废弃物大量累积,不仅造成了资源浪费,还对生态造成了破坏;与此同时,我国路基建设中还存... 详细信息

坚持节约资源和绿色生态是我国未来建设的发展理念。随着交通建设需求量的不断扩大,我国面临的生态和环境挑战也与日俱增,矿渣作为一种高产工业固体废弃物大量累积,不仅造成了资源浪费,还对生态造成了破坏;与此同时,我国路基建设中还存在如台背路基与桥台结构物处产生不均匀沉降,即“桥头跳车”等许多问题。使用水泥等传统路基填料已无法满足对以上问题的有效解决,因此研究生产出一种新型的绿色环保轻质填料已成为众多学者和工程师研究的重点。本文依托山西省优秀人才科技创新项目《固体废弃物的综合利用技术及废料堆场安全性评价与治理》,首先以矿渣为原料制备矿渣地聚物胶凝材料,通过研究其物理力学性能和分析其微观机理揭示矿渣地聚物胶凝材料的凝结硬化机理,并比选出性能优良的配比用于矿渣地聚物气泡混合轻质填料的制备;其次通过研究不同发泡剂的使用和不同的气泡用量对矿渣地聚物气泡混合轻质填料的物理力学性能和微观机理的影响,得到该试验最适配的发泡剂和气泡用量,揭示发泡后气泡与地聚物料浆的作用机理。主要成果如下:(1)通过设计正交试验研究了水灰比、水玻璃模数、水玻璃掺量和生石灰掺量四个因素对矿渣地聚物胶凝材料物理力学性能的影响,得到了影响矿渣地聚物胶凝材料流动度、凝结时间、抗压强度和抗折强度的各因素主次关系;通过SEM和XRD微观分析揭示了矿渣地聚物胶凝材料的凝结硬化机理,得出主要凝结硬化产物为C-S-H凝胶,且性能较优良的两组(第2组和第7组,28 d抗压强度分别为18.20 MPa和35.43MPa)中矿渣颗粒反应充分,大量的网絮状C-S-H无定形凝胶形成了致密的骨架,故强度较高。(2)通过综合分析不同试验组矿渣地聚物胶凝材料的力学性能和物理特性的优劣,划分出不同的强度区间(15 MPa及以上、5～15 MPa和5 MPa及以下),确定适用于不同强度需要的配比,实际工程可根据不同的强度需要进行选择;初步确定第2组和第7组为潜在的最优配比,通过加气泡的预试验发现以第7组配比为基础配比制备矿渣地聚物气泡混合轻质填料分层严重,无法成型;故最终确定第2组为轻质发泡的最优配比(参考强度18.20 MPa):水灰比0.55,水玻璃模数1.6,水玻璃掺量10%,生石灰掺量10%。(3)根据第2组的最优配比为基础配比制备矿渣地聚物气泡混合轻质填料,研究使用不同的发泡剂和不同的气泡用量对其物理性能的影响,得出使用动物蛋白发泡剂制备的轻质填料干密度较大,吸水率较小;使用植物蛋白发泡剂制备的轻质填料干密度较小,吸水率较大;使用复合阴离子表面活性剂制备的轻质填料的干密度和吸水率处于动物蛋白发泡剂和植物蛋白发泡剂之间。当气泡用量较小时(0.50 L),矿渣地聚物气泡混合轻质填料的干密度较大,吸水率较小;随着气泡用量的增加,干密度逐渐减小,吸水率逐渐增大。使用复合阴离子表面活性剂制备的轻质填料料浆流动度最小,而气泡用量对轻质填料料浆流动度影响较为平缓。(4)研究使用不同发泡剂和不同气泡用量对矿渣地聚物气泡混合轻质填料力学性能的影响规律和微观机理分析,得出在气泡用量相同时,使用动物蛋白发泡剂制备的轻质填料抗压强度和抗折强度最高;使用植物蛋白发泡剂制备的轻质填料抗压强度和抗折强度最低。随着气泡用量的增加,轻质填料抗压强度和抗折强度均有下降的趋势。通过对使用动物蛋白发泡剂的试样进行SEM和XRD分析,得出生成的主要产物仍是C-S-H凝胶,还有Ht相产物生成;在气泡用量较低时样品生成的凝结硬化产物十分致密,孔隙较少,气孔较小,故强度较高;而随着气泡用量的增加,样品生成的凝结硬化产物较为疏松多孔,贯通孔增加,气孔变大,故强度较低。(5)根据不同强度需要,将矿渣地聚物气泡混合轻质填料划分为三个强度区间(1.0 MPa及以上、0.5～1.0 MPa和0.5 MPa及以下),并匹配符合不同强度区间的配合比,实际工程可根据不同的强度需要进行选择。通过综合力学和微观机理分析,得出:矿渣地聚物气泡混合轻质填料试验最优配比为(参考强度2.87 MPa):水灰比0.55,水玻璃模数1.6,水玻璃掺量10%,生石灰掺量10%,选用动物蛋白发泡剂,气泡用量为0.50 L,可为后续工程应用提供一定的参考。本文以国家“双碳”政策为导向,以“十四五规划”为依托,利用矿渣这一工业固废为原料制备矿渣地聚物胶凝材料,并在此基础上通过物理发泡工艺制备矿渣地聚物气泡混合轻质填料,这不仅可以有效改善传统填料的性能,还对资源高效利用、低碳循环发展具有重要的战略意义。

关键词：矿渣地质聚合物动物蛋白发泡剂气泡混合轻质填料物理力学性能微观机理

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木刨花与再生塑料复合材的物理力学性能

福建林学院学报 2002年第4期22卷 299-303页

作者：杨文斌刘一星李坚张显权东北林业大学黑龙江哈尔滨150040

研究了影响木塑复合材性能的 4个主要工艺参数 .结果表明 ,试验中的影响因素以密度为主要影响因素 ,其对各项指标均有高度显著性影响 ;塑料的添加量对复合板的厚度吸水膨胀率呈高度显著影响 ,对内结合强度及静曲强度的影响不显著 ;热压... 详细信息

研究了影响木塑复合材性能的 4个主要工艺参数 .结果表明 ,试验中的影响因素以密度为主要影响因素 ,其对各项指标均有高度显著性影响 ;塑料的添加量对复合板的厚度吸水膨胀率呈高度显著影响 ,对内结合强度及静曲强度的影响不显著 ;热压时间的延长有助于复合板的性能指标的优化 ;热压温度对静曲强度和干状内结合强度及 2 4 h厚度吸水膨胀率的影响不显著 ,对湿状内结合强度和 2

关键词：木刨花再生塑料复合材物理力学性能

不同竹刨花形态对竹质定向刨花板的物理力学性能影响

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林产工业 2022年第4期59卷 1-4,13页

作者：李榕于娜严玉涛魏任重南京林业大学家居与工业设计学院江苏南京210037 浙江农林大学化学与材料工程学院浙江杭州311300 千年舟新材科技集团股份有限公司浙江杭州311112

采用3种不同形态的竹刨花及不同形态刨花组合压制竹质定向刨花板(BOSB),探讨竹刨花形态对BOSB物理力学性能的影响。结果表明:采用不同刨花形态制得的BOSB性能差异较为显著,尺寸较大的竹刨花因其本身良好的抗弯强度和塑性,制备BOSB能有... 详细信息

采用3种不同形态的竹刨花及不同形态刨花组合压制竹质定向刨花板(BOSB),探讨竹刨花形态对BOSB物理力学性能的影响。结果表明:采用不同刨花形态制得的BOSB性能差异较为显著,尺寸较大的竹刨花因其本身良好的抗弯强度和塑性,制备BOSB能有效提升板材强度;尺寸较小的刨花具有良好的流动性,有效胶合面积大,因此制得的BOSB稳定性好;将尺寸较小的刨花作为辅助填充物添加,能够改善单一使用大刨花或小刨花时出现的板材力学性能较低问题。

关键词：竹质定向刨花板刨花形态竹材物理力学性能