《植物纖維增強鹼礦渣膠凝材料砌塊砌體耐高溫性能研究》是依託哈爾濱理工大學，由朱晶擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：植物纖維增強鹼礦渣膠凝材料砌塊砌體耐高溫性能研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：朱晶
- 依託單位：哈爾濱理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對傳統砌體結構生產能耗大和延性較差等問題，以植物纖維增強鹼礦渣膠凝材料（AASCM）砌塊砌體的力學性能試驗、熱工性能試驗及精細化有限元分析為切入點，系統研究關鍵參數對砌塊、砌築漿體工作性能和力學性能的影響，揭示砌塊、砌築漿體的受力性能、最佳化配比、凝結時間和失效機理；通過高溫力學性能試驗，揭示高溫下和高溫後植物纖維增強AASCM砌塊、砌築漿體和新型砌體的破壞模式和損傷機理，提出新型砌體耐高溫設計方法及高溫損傷評估與修複方法；通過高溫後微觀分析，揭示砌塊、砌築漿體微觀結構變化對其巨觀力學性能的影響規律；完成AASCM砌塊砌體和新型砌體的熱工性能試驗，確定其熱工參數。在此基礎上，完成截面溫度場和變形有限元分析，建立AASCM砌塊砌體和新型砌體的有限元模型，直觀、定性和定量的給出其熱工性能優劣，證明植物纖維對增強AASCM砌塊保溫隔熱性能的有效性，為相關標準的進一步修訂提供理論依據和決策支持。
結題摘要
植物纖維增強鹼礦渣膠凝材料（AASCM）克服了AASCM抗拉強度低、延性和耗能能力差、收縮徐變大等缺點，兼有高比強度、高比剛度、優良的耐高溫性能和節約資源、綠色環保的優點，是將工農業副產品資源化的有效途徑之一，套用前景廣闊。本項目進行了植物纖維增強AASCM力學性能和最佳化配比試驗，獲得了植物纖維增強AASCM砌塊砌體的應力-應變關係曲線，揭示了其破壞模式，建立了植物纖維增強AASCM導熱係數隨溫度變化的計算公式，揭示了纖維種類、纖維摻量、纖維處理方式和纖維彈性模量等對AASCM基體力學性能的影響規律，提出了植物纖維增強AASCM砌塊砌體抗壓強度隨溫度變化的計算公式。具體工作如下： 1.通過改變關鍵參數（鹼激發劑種類、水玻璃模數、鹼含量、水用量），考察關鍵參數對AASCM的力學性能（抗壓強度、抗折強度）及工作性能（凝結時間、流動度）的影響。獲得了以鉀水玻璃模數為1.0、鹼含量為14%，用水量為32%為砌塊基體的優選配比，以鉀水玻璃模數為1.0、鹼含量為12%，用水量為35%為砌築漿體的優選配比。考察植物纖維種類（麥稈、稻稈。玉米稈）和摻量對基體力學性能的影響；對比三種纖維處理方式（鹼處理、酸處理、未處理），確定採用經鹼處理的麥稈為所選植物纖維。獲得了稜柱體應力-應變關係曲線、破壞形態及極限承載力。 2.得到麥稈增強AASCM單排孔砌塊常溫的抗壓強度為10.75MPa，相當於標準混凝土砌塊MU7.5，其高溫抗壓強度隨溫度升高而呈線性降低。600℃高溫後，植物纖維對基體仍具有一定的拉結作用；而聚丙烯纖維在200～400℃高溫後逐漸熔化，使基體呈突然性脆性破壞；200～400℃高溫後，微細鋼纖維改善了砌塊受壓破壞特徵，呈明顯塑性變形。通過回歸分析，建立了植物纖維增強AASCM砌塊抗壓強度隨溫度變化的計算公式。完成了砌塊熱工性能試驗，確定其導熱係數、熱擴散係數和比熱容，證明植物纖維增強AASCM砌塊屬於保溫材料，具有良好的保溫隔熱性能。分析不同纖維增強AASCM微觀結構，揭示試件巨觀力學性能急劇下降的主要原因。 3.獲得不同纖維增強AASCM砌塊砌體的常溫和高溫力學性能指標，揭示800℃高溫後，植物纖維增強AASCM砌塊砌體應力-應變關係曲線下降段呈明顯塑性特徵，表明植物纖維對AASCM基體塑性變形能力起到了改善作用。揭示不同纖維增強AASCM砌塊砌體的高溫破壞模式和損傷機理
