随着现代土木工程结构的不断进步,轻骨料混凝土在工程领域的应用随之日益发展。使用轻骨料混凝土不仅可以减轻建筑结构的荷载、同时可以发挥其抗震、抗裂及耐火等方面的优势。目前,在我国建筑体系中已应用的轻骨料种类繁多。火山渣轻骨料资源在吉林省的储备量十分富足,已超过3000万m3,居全国第一。由自保温砌块砌筑的墙体自身即可同时满足承载力和保温隔热的需求,但在火山渣混凝土的应用中,自保温砌块的研究较少。本文进行了新型火山渣轻骨料混凝土自保温砌块的创新设计,该砌块在孔型构造以及对内填材料的填充方式上进行创新,采用无机和有机保温材料复合的方式,在满足MU10.0砌块的强度要求基础上,提高了砌块的防火、保温性能,为自保温砌块的发展提供可靠的参考依据。本文的研究内容及结果如下:(1)通过大量文献和相关规范,确定了新火山渣混凝土配合比的计算公式,并以再生粗骨料和煅烧硅藻土的掺量作为变量设计了 9组配合比。其中再生粗骨料对天然火山渣的取代率分别为0%、30%、40%,煅烧硅藻土作为胶凝材料的取代率分别为0%、3%、5%。通过28d混凝土抗压强度试验,用Origin软件对各组试块数据进行分析得到龄期和抗压强度之间的变化规律。根据试验结果选出强度最高的三组配合比进行混凝土的导热系数和冻融循环试验。对比试验结果后得出,当再生骨料取代率为30%、硅藻土掺量为3%时火山渣混凝土的抗压强度值最高达到28.8MPa,且冻融损失率最低,传热性能较好。由此确定该组配合比为制备新火山渣混凝土自保温砌块的最佳配合比。(2)新火山渣轻骨料混凝土自保温砌块孔型的构造设计。在现行国家标准《普通混凝土小型砌块》对砌块构造所规定的要求基础上,将相关文献中双排、三排孔的砌块孔型进行优化,设计出“双J”型的小型混凝土空心砌块。利用ANSYS有限元软件对三种砌块进行受压承载力和传热模拟,经分析得出“双J”型砌块的强度最高,延性最好,温度分布更加均匀,隔热能力更佳。(3)研究新火山渣轻骨料混凝土自保温砌块的热工性能。对新型火山渣混凝土自保温砌块进行热工性能理论计算,确保该砌块满足国家65%的节能标准。同时利用ANSYS有限元软件的传热模拟进行分析,得出结果后与其他两种孔洞形式的砌块进行对比,经分析得出该砌块在规定热环境中的热流密度、温度场分布等方面具有明显优势。(4)研究新火山渣轻骨料混凝土自保温砌块的基本力学性能。依据现行国家标准《轻集料混凝土小型空心砌块》对该砌块单体进行测量后得出,砌块的尺寸、重量满足标准要求,抗压强度、抗折强度、含水率、软化系数以及冻融强度、质量损失率均优于MU10.0砌块的标准要求。(5)用Mb7.5、Mb10以及M15的砂浆分别砌筑用于抗压、抗剪强度测试的6个砌体试件。对各个砌体在承受竖向荷载时的破坏过程进行分析,将该砌体的抗压、抗剪强度试验结果与承载力理论值对比,经计算分析后得到满足该砌块砌体的破坏规律以及修正公式。