與鋼結構住宅配套的煤矸石新型牆板的理論與試驗研究

《與鋼結構住宅配套的煤矸石新型牆板的理論與試驗研究》是依託太原理工大學，由閆亞傑擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：與鋼結構住宅配套的煤矸石新型牆板的理論與試驗研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：閆亞傑
• 依託單位：太原理工大學

項目摘要

山西作為全國的產煤大省，2011年現有煤矸石山1543座，占地2705.39公頃，累計堆放量已達10億噸，約占全國的1/3，且每年還在以15%以上的速度遞增。開展鋼結構住宅煤矸石牆板的研究，不僅可實現煤矸石資源化利用，而且還可以推動鋼結構住宅的發展。本項目重點圍繞以下三方面展開研究：（1）在整理國內現有煤矸石陶粒燒制技術的基礎上，根據山西煤矸石的特點，研究煤矸石陶粒的燒制工藝，得到適用於牆板的輕骨料。（2）確定2種強度等級的煤矸石陶粒砂漿的合理配合比，研製板寬600mm，適用跨度分別為3m、4.5m、6m、7.5m的預製外掛牆板和內牆板。產品主要技術指標 :密度450～600kg/m3 ,抗壓強度不小於4.0MPa ,導熱係數不大於0.13W/(moK) ,平均隔聲量不小於40dB，耐火極限不小於3小時。（3）研究預製牆板與結構的連線及構造措施，實現裝配化。

結題摘要

山西作為全國產煤大省之一，煤矸石約占工業固體廢棄物產生量的70%以上，並且每年以15%以上的速度在不斷增加。在鋼結構住宅中，與之配套的牆板及其連線構造還不完善，是導致鋼結構住宅推廣套用發展緩慢的主要原因之一。為提高煤矸石資源化利用率，解決鋼結構住宅配套牆板問題，自2013年開始，課題組在國家自然科學基金委的資助下，開展“與鋼結構住宅配套的煤矸石新型牆板的理論與試驗研究”。 在項目開展期間，主要研究內容：① 通過開展煤矸石利用及存放現狀的調研，確定了適合煤矸石牆板的幾種粗骨料——煤矸石、自燃煤矸石、陶粒等。② 對配合比研究所需的10種原材料、6種添加劑進行了基本性能試驗研究。③ 製作各種試塊1200餘塊，試驗了5種強度等級的煤矸石混凝土、5種強度等級的陶粒混凝土及3種強度等級的煤矸石人工砂砂漿的配合比。④ 開展了內外牆板板型的理論計算及連線構造設計。⑤ 分三批次製作了34塊牆板試件，對其中的30塊試件進行了結構性能試驗，並單獨開展了相關牆板的保溫、隔聲等相關試驗研究。 通過上述研究工作，主要研究成果如下：① 研製出8種適用於鋼結構住宅外牆板、內牆板的配合比，目前正組織專利申報。② 提出的豎向布板、橫向拼接、樓板承受牆板自重的外牆板板型及連線構造，綜合解決了牆板的預製裝配、吊裝、安裝調節、固定、維修替換等套用難題。③ 經試驗檢驗，項目中研製的牆板可供跨度為3m、4.5m、6m及7.5m的內外牆板使用。④ 已投核心期刊論文6篇。⑤ 培養碩士研究生4名。 本項目的順利完成，具有以下實際套用價值：① 在市場潛力巨大的預製牆板中，可提高煤矸石的資源化利用率，實現固體廢棄物的“變廢為寶”。② 為鋼結構住宅預製牆板提供一種全新選擇，將促進裝配式鋼結構住宅的發展。