超轻泡沫混凝土耐久性表征与评价方法研究

来源 :中国建筑材料科学研究总院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sishenzhichi
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超轻泡沫混凝土(Ultra-lightweight foamed concrete,ULFC)是干密度≤400kg/m3的泡沫混凝土,具有优异的保温、隔热和溃缩吸能特性,在墙体和屋面保温、飞机拦阻系统等工程应用中越来越受到重视。目前国内外在研究ULFC的耐久性时,大多直接采用现行泡沫混凝土标准的试验方法。实践表明,按照现行标准进行抗冻性和抗碳化性能试验时,存在试件烘干预处理时易开裂、冻融和碳化失效速度过快等问题,无法显示不同配合比和不同微结构ULFC耐久性的差异。本文基于ULFC特殊孔结构特征和实际应用环境,探索试件预处理方法,研究试验参数对劣化过程的影响规律,提出ULFC适用的耐久性试验方法和检验评定标准,可用于未来ULFC耐久性设计。开展的主要研究工作如下:1.研究了试件预处理方法、冻融试验参数对ULFC抗冻性能和微结构的影响。提出了浸水后再沥水的试件预处理方法,通过优化浸水方式、定期翻转试件和控制沥水时间,实现了ULFC试件内部水分分布均匀性调节和含水率调节。提出了ULFC适用的抗冻试验新方法,采用100 mm立方体试件,浸水后(悬空浸水24 h并翻转1次再悬空浸水24 h)再控制沥水时间(沥水6 h,每30 min翻转1次)调节体积含水率为(8±1)%,密封包裹试件后在-15℃~15℃下气冻气融,以抗压强度损失率和质量损失率表征其抗冻性。2.研究了试件预处理方法、碳化试验参数对ULFC碳化行为和微结构的影响规律。通过将试件置于规定的温、湿度环境下(与后续碳化试验温、湿度相同)达到质量恒定的预处理方式,有效避免了现行标准方法因烘干或浸水预处理引起的试件开裂问题。通过降低CO2浓度、增加相对湿度,有效减缓了ULFC的碳化速度。结合ULFC实际服役为高湿、低CO2浓度环境,提出了ULFC碳化试验新方法,在20℃、90%RH和2%CO2浓度下,对试件进行三维碳化,以碳化收缩率和碳化强度变化率表征其抗碳化性能。3.采用超轻保温板和飞机拦阻系统特性材料等两类代表性ULFC制品,通过与现行标准方法的对比试验,发现提出的抗冻和碳化试验新方法的优点是:有效解决了预处理时ULFC试件开裂问题;测试结果稳定、偏差小;可显示不同组成和微结构特征ULFC试件的冻融和碳化进程差异,指导ULFC配合比设计。4.研究提出了ULFC耐久性通用检验评定标准,试件冻融循环15次后的抗压强度损失率应≤20%,且质量损失率应≤5%;试件完全碳化后的碳化收缩率应≤5000×10-6,且碳化强度变化率应≥-30%。对于飞机拦阻系统特性材料,试件冻融循环15次后的抗冻系数应为0.8~1.2,且质量损失率应≤5%;试件完全碳化后的碳化收缩率应≤5000×10-6,且碳化强度变化率应为-30%~30%。
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