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[摘 要]21世纪以来,可持续发展成为社会关注的热点,可持续建筑理念也得到了普及。加气混凝土这种轻质材料,具有保温隔热、强度高、可加工型强等突出特点,研究加气混凝土材料满足建筑可持续发展的需要,它的使用能够使建筑更节能环保。但是加气混凝土材料也存在一些不利的特征,如:多孔结构和吸水性能会造成保温性下降、强度密度受影响的问题,甚至会影响的建筑质量。为了解决上述问题对建筑质量的影响,本文对加气混凝土的一系列力学性能进行了研究,确定了其力学性能的影响因素,为加气混凝土材料的发展有促进作用。
[关键词]加气混凝土;力学性能;影响因素
中图分类号:TU528 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)44-0311-01
0 引言
21世纪以来,我国经济快速发展所带来的对生态环境的影响日益突显,为了应对环境危机,我国提出了可持续发展战略,可持学发展的理念逐渐深入到各个领域、各个行业,建筑业是对环境污染影响比较严重的领域之一,为了在建筑业贯彻可持续发展的战略,就必须加大对新型建筑材料的研发力度,尽可能的改善原有材料的性能,从而达到建筑业的可持续发展。加气混凝土材料是一种轻质的环保型墙体材料,具有保温隔热、质轻、吸声、施工方便等突出优点,这些特点使得加气混凝土材料成为了一种节能环保的优质墙体材料。资料显示,加气混凝土比其他材料节能50%以上,而且极大减轻结构的重量,降低造价,还能够加快废弃物的回收和再生。同样,加气混凝土并不是完美的建筑材料,它同样存在着缺陷,由于起步较晚和研究相对不足,造成了技术方面的不足,这种不足给建筑带来了开裂、渗漏、脱落等质量问题,严重时甚至会影响建筑物的质量。为了解决这些问题,就要深入对加气混凝土材料进行研究,针对相应的问题,找到相应的解决方式,逐步提高加气混凝土的性能,使加气混凝土材料进一步普及。
1 加气混凝土的抗压强度
加气混凝土是多孔的人造材料,是一种结构材料,也是一种功能材料。它具有保温隔热、吸声吸湿的作用,同时还可以承担一定的作用力。加气混凝土的力学性能影响着建筑的质量,对于加气混凝土结构,不仅要承担一定的负载,还有具有一定的抵抗压缩变形的能力。研究加气混凝土的力学性能,及其影响因素,对于提高加气混凝土的承载能力,避免墙体开裂和空鼓现象的发生,提高建筑质量具有十分重要的意义。
强度是加气混凝土主要的力学性能,加气混凝土的强度主要包括:抗压、抗拉和剪切强度。其中抗压强度是指加气混凝土结构抵抗压力的能力,其抗压性能的好坏直接决定着砌体结构的质量。
1.1 孔隙率对加气混凝土抗压强度的影响
加气混凝土的制作过程中加入铝粉作为加气剂,经过加水搅拌、发气和浇注、切割、既高压蒸汽养护而形成的,因此加气混凝土材料的多孔性是加气混凝土的主要特征之一。其孔隙率和孔结构对加气混凝土的强度有重要影响。
加气混凝土的空隙率一般可以达到70%-80%,孔主要包括三种,分别为:凝胶孔、毛细孔和发气孔。其中凝胶孔和毛细孔多处于壁面之上,形状并不是很规则,且多为细长形,而凝胶孔则为水化产物之间或本身的空隙。发气孔是加气混凝土所特有的空隙,多数近似圆形,孔隙较大,发气孔作为加气混凝土特有的空隙,对混凝土的强度有重要影响。关于加气混凝土的空隙率和孔结构对于加气混凝土抗压强度的影响,许多学者建立了许多模型,比如:M.Y.Balshin提出的空隙率与强度的关系公式,表明了材料强度与孔隙率之间的关系;E.Ryshkweiteh和W.Duckworteh提出的空隙率——强度关系式被应用于解释建筑材料强度与孔隙率的关系。总之,经相关研究表明,孔隙率的增加会使加气混凝土的强度发生衰减。
1.2 含水率对加气混凝土抗压强度的影响
含水率对加气混凝土抗压强度的影响很明显,这是因为加气混凝土内部存在大量的毛细孔,当水分进入毛细孔时,会使材料内部质点联结减弱,从而造成抗压强度降低。大量实验数据表明:在干燥时,加气混凝土的抗压强度最高,随着加气混凝土含水率的上升,抗拉强度开始减小,当含水率超过19%时,抗压强度下降趋势减弱,当含水率大于25%时,加气混凝土的抗拉强度变化趋于稳定。但是,由于加气混凝土孔结构的随机性,含水率对抗压强度的影响不尽相同,对于不同的加气混凝土要具体分析含水率的影响。
1.3 膨胀方向对加气混凝土抗压强度的影响
在进行加气混凝土材料的生产过程中,其料浆是向上发气的,气孔呈椭圆形排列在发气方向上,这样就造成了发起方向和垂直发气方向的抗压强度存在差异性,所以,膨胀方向的差异也会对加气混凝土的抗压强度产生影响。研究表明:加气方向的抗压强度小于垂直发气方向的抗拉强度,前者仅为后者的78%。因此,在进行加气混凝土的抗压强度评定时,要以发气方向的垂直方向受力为依据。
2 加气混凝土的抗拉强度
加气混凝土为脆性材料,在受到拉力作用时很容易开裂,所以研究抗拉强度对于预防材料开裂有很重要的意义,加气混凝土抗拉强度的测定不能直接求得,常采用间接实验求得。加气混凝土的抗拉强度也叫做劈裂强度。
2.1 含水率对加气混凝土抗拉强度的影响
对于加气混凝土而言,含水率对于对于抗拉强度也有很大的影响,相关研究表明:在加气混凝土的含水率在25%-45%时,抗拉强度是比较稳定的,当加气混凝土的含水率大于45%或者小于25%时,含水率的增加会使抗拉强度下降明显。所以,在实际的工程中要注重含水率对抗拉强度的影响。
3 加气混凝土干燥收缩变形
建筑物产生墙体裂缝不但会对加气混凝土的美观性产生不利影响,也会对使用情况产生不利影响,还会市墙体的整体性、结构、稳定性产生破坏,从而降低墙体的使用年限。墙体的裂缝主要是由于加气混凝土的干燥收缩变形引起的,材料的干燥收缩变形产生的墙体裂缝不仅数量多,而且分布极广,裂缝的程度也比较严重。加气混凝土的孔隙率很高,一般可以达到70%——85%,吸水也较快,而且在水分发生迁移的过程中,水、水蒸气与孔结构之间会发生强烈作用,这样就会使墙体产生收缩变形,从而造成墙体裂缝的产生。加气混凝土干燥收缩变形激励很多,主要包括:毛细管张力学说、表面吸附学说等。加气混凝土的干燥收缩变形的机理也不是一种机理能够解释清楚,而是多种原因交错形成。在相对湿度较大时,可用毛细管张力机理来说明加气混凝土收缩原因,收缩变形重要是因为毛细管张力的增大引起;而在相对湿度小时,加气混凝土的干燥收缩则可以用失去吸附水和层间水的原因来解释。加气混凝土的干燥收缩变形对建筑有很重要的影响,应加大研究力度,避免墙体裂缝的产生。
4 总结
本文主要说明了加气混凝土的抗拉强度、抗压强度和干燥收缩变形等特点,并从孔隙率、含水率和膨胀方向等方面说明了加气混凝土抗压强度的影响因素,还说明了含水率对加气混凝土抗拉强度的影响,另外说明了加气混凝土干燥收缩变形的机理。从几方面说明了加气混凝土的力学特性,及影响因素,对于加气混凝土材料的发展和实际的应用有着重要的意义。本文从多个方面出发探究加气混凝土力学性能的影响因素,系统全面,为加气混凝土材料的发展指明了方向。
参考文献
[1] 朱盈豹.保温材料在建筑墙体节能中的应用[J].中国建材工业出版社,2013.9.
[2] 刘文锋.混凝土砌块墙体裂缝问题的研究[J].混凝土与水泥制品.2012(6):46-48.
[3] 张玮,张海波,刘宏伟,孙金坤.轻质加气混凝土吸能特性研究[J].混凝土与水泥制品.2013.6P44-46.
[关键词]加气混凝土;力学性能;影响因素
中图分类号:TU528 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)44-0311-01
0 引言
21世纪以来,我国经济快速发展所带来的对生态环境的影响日益突显,为了应对环境危机,我国提出了可持续发展战略,可持学发展的理念逐渐深入到各个领域、各个行业,建筑业是对环境污染影响比较严重的领域之一,为了在建筑业贯彻可持续发展的战略,就必须加大对新型建筑材料的研发力度,尽可能的改善原有材料的性能,从而达到建筑业的可持续发展。加气混凝土材料是一种轻质的环保型墙体材料,具有保温隔热、质轻、吸声、施工方便等突出优点,这些特点使得加气混凝土材料成为了一种节能环保的优质墙体材料。资料显示,加气混凝土比其他材料节能50%以上,而且极大减轻结构的重量,降低造价,还能够加快废弃物的回收和再生。同样,加气混凝土并不是完美的建筑材料,它同样存在着缺陷,由于起步较晚和研究相对不足,造成了技术方面的不足,这种不足给建筑带来了开裂、渗漏、脱落等质量问题,严重时甚至会影响建筑物的质量。为了解决这些问题,就要深入对加气混凝土材料进行研究,针对相应的问题,找到相应的解决方式,逐步提高加气混凝土的性能,使加气混凝土材料进一步普及。
1 加气混凝土的抗压强度
加气混凝土是多孔的人造材料,是一种结构材料,也是一种功能材料。它具有保温隔热、吸声吸湿的作用,同时还可以承担一定的作用力。加气混凝土的力学性能影响着建筑的质量,对于加气混凝土结构,不仅要承担一定的负载,还有具有一定的抵抗压缩变形的能力。研究加气混凝土的力学性能,及其影响因素,对于提高加气混凝土的承载能力,避免墙体开裂和空鼓现象的发生,提高建筑质量具有十分重要的意义。
强度是加气混凝土主要的力学性能,加气混凝土的强度主要包括:抗压、抗拉和剪切强度。其中抗压强度是指加气混凝土结构抵抗压力的能力,其抗压性能的好坏直接决定着砌体结构的质量。
1.1 孔隙率对加气混凝土抗压强度的影响
加气混凝土的制作过程中加入铝粉作为加气剂,经过加水搅拌、发气和浇注、切割、既高压蒸汽养护而形成的,因此加气混凝土材料的多孔性是加气混凝土的主要特征之一。其孔隙率和孔结构对加气混凝土的强度有重要影响。
加气混凝土的空隙率一般可以达到70%-80%,孔主要包括三种,分别为:凝胶孔、毛细孔和发气孔。其中凝胶孔和毛细孔多处于壁面之上,形状并不是很规则,且多为细长形,而凝胶孔则为水化产物之间或本身的空隙。发气孔是加气混凝土所特有的空隙,多数近似圆形,孔隙较大,发气孔作为加气混凝土特有的空隙,对混凝土的强度有重要影响。关于加气混凝土的空隙率和孔结构对于加气混凝土抗压强度的影响,许多学者建立了许多模型,比如:M.Y.Balshin提出的空隙率与强度的关系公式,表明了材料强度与孔隙率之间的关系;E.Ryshkweiteh和W.Duckworteh提出的空隙率——强度关系式被应用于解释建筑材料强度与孔隙率的关系。总之,经相关研究表明,孔隙率的增加会使加气混凝土的强度发生衰减。
1.2 含水率对加气混凝土抗压强度的影响
含水率对加气混凝土抗压强度的影响很明显,这是因为加气混凝土内部存在大量的毛细孔,当水分进入毛细孔时,会使材料内部质点联结减弱,从而造成抗压强度降低。大量实验数据表明:在干燥时,加气混凝土的抗压强度最高,随着加气混凝土含水率的上升,抗拉强度开始减小,当含水率超过19%时,抗压强度下降趋势减弱,当含水率大于25%时,加气混凝土的抗拉强度变化趋于稳定。但是,由于加气混凝土孔结构的随机性,含水率对抗压强度的影响不尽相同,对于不同的加气混凝土要具体分析含水率的影响。
1.3 膨胀方向对加气混凝土抗压强度的影响
在进行加气混凝土材料的生产过程中,其料浆是向上发气的,气孔呈椭圆形排列在发气方向上,这样就造成了发起方向和垂直发气方向的抗压强度存在差异性,所以,膨胀方向的差异也会对加气混凝土的抗压强度产生影响。研究表明:加气方向的抗压强度小于垂直发气方向的抗拉强度,前者仅为后者的78%。因此,在进行加气混凝土的抗压强度评定时,要以发气方向的垂直方向受力为依据。
2 加气混凝土的抗拉强度
加气混凝土为脆性材料,在受到拉力作用时很容易开裂,所以研究抗拉强度对于预防材料开裂有很重要的意义,加气混凝土抗拉强度的测定不能直接求得,常采用间接实验求得。加气混凝土的抗拉强度也叫做劈裂强度。
2.1 含水率对加气混凝土抗拉强度的影响
对于加气混凝土而言,含水率对于对于抗拉强度也有很大的影响,相关研究表明:在加气混凝土的含水率在25%-45%时,抗拉强度是比较稳定的,当加气混凝土的含水率大于45%或者小于25%时,含水率的增加会使抗拉强度下降明显。所以,在实际的工程中要注重含水率对抗拉强度的影响。
3 加气混凝土干燥收缩变形
建筑物产生墙体裂缝不但会对加气混凝土的美观性产生不利影响,也会对使用情况产生不利影响,还会市墙体的整体性、结构、稳定性产生破坏,从而降低墙体的使用年限。墙体的裂缝主要是由于加气混凝土的干燥收缩变形引起的,材料的干燥收缩变形产生的墙体裂缝不仅数量多,而且分布极广,裂缝的程度也比较严重。加气混凝土的孔隙率很高,一般可以达到70%——85%,吸水也较快,而且在水分发生迁移的过程中,水、水蒸气与孔结构之间会发生强烈作用,这样就会使墙体产生收缩变形,从而造成墙体裂缝的产生。加气混凝土干燥收缩变形激励很多,主要包括:毛细管张力学说、表面吸附学说等。加气混凝土的干燥收缩变形的机理也不是一种机理能够解释清楚,而是多种原因交错形成。在相对湿度较大时,可用毛细管张力机理来说明加气混凝土收缩原因,收缩变形重要是因为毛细管张力的增大引起;而在相对湿度小时,加气混凝土的干燥收缩则可以用失去吸附水和层间水的原因来解释。加气混凝土的干燥收缩变形对建筑有很重要的影响,应加大研究力度,避免墙体裂缝的产生。
4 总结
本文主要说明了加气混凝土的抗拉强度、抗压强度和干燥收缩变形等特点,并从孔隙率、含水率和膨胀方向等方面说明了加气混凝土抗压强度的影响因素,还说明了含水率对加气混凝土抗拉强度的影响,另外说明了加气混凝土干燥收缩变形的机理。从几方面说明了加气混凝土的力学特性,及影响因素,对于加气混凝土材料的发展和实际的应用有着重要的意义。本文从多个方面出发探究加气混凝土力学性能的影响因素,系统全面,为加气混凝土材料的发展指明了方向。
参考文献
[1] 朱盈豹.保温材料在建筑墙体节能中的应用[J].中国建材工业出版社,2013.9.
[2] 刘文锋.混凝土砌块墙体裂缝问题的研究[J].混凝土与水泥制品.2012(6):46-48.
[3] 张玮,张海波,刘宏伟,孙金坤.轻质加气混凝土吸能特性研究[J].混凝土与水泥制品.2013.6P44-46.