半定量计算蒸养混凝土最优晶胶比研究 (1).pdf

江苏建筑圆园23 年第 3 期渊总第 228 期冤0引言自国家野十三五冶规划提出大力发展装配式建筑以来袁 蒸压加气混凝土凭良好的保温隔热性能尧隔声性能及较低的干密度袁在轻质墙材行业占据了一席之地遥 近两年仅江苏省就有 150 家生产企业遥抗压强度尧 抗折强度和干燥收缩等是蒸压加气混凝土的重要指标袁 其性能好坏取决于原材料配比尧生产工艺尧孔结构及水化产物组成等遥 为优化上述性能袁彭军芝1等开展了蒸压加气混凝土孔类型及孔结构的研究袁并建立了强度尧干燥收缩等与孔隙率的关系式曰 同时还有大量优化蒸压加气混凝土的生产工艺研究以及水化产物形态的定性研究2-3遥 但关于水化产物的定量研究少之又少袁陈晨4通过 BET/XRD 半定量计算水化硅酸钙结晶度袁证明了该方法的可靠性袁但并未进一步研究最优的晶体与胶体比例遥 由此可见袁关于加气混凝土水化产物的半定量及定量研究处于行业空白状态遥文章通过宏观试验与微观分析袁半定量计算得出蒸养混凝土性能最优时的晶胶比袁用以指导加气混凝土配合比设计遥1试验1.1原材料渊1冤水泥院采用江苏八菱水泥厂生产的 P.O 42.5半定量计算蒸养混凝土最优晶胶比研究相秋迪1袁宦文娟2袁范磊1袁杜友明1渊1江苏省建筑工程质量检测中心有限公司袁江苏南京 210028曰2苏州工业园区建设工程质量检测咨询服务有限公司袁江苏苏州 215000冤摘要文章通过 X 射线衍射测试渊XRD冤和氮吸附比表面积测试渊BET冤袁对合成的 9 组蒸养混凝土进行表征袁计算得到蒸养混凝土的结晶度尧晶体及胶体含量曰综合上述计算结果及蒸养混凝土宏观力学性能袁建立水化产物组成对基体材料抗压强度尧抗折强度尧干燥收缩影响的等值线图袁得到抗压强度尧抗折强度尧干燥收缩最优时晶体与胶体含量的关系袁从而优化出最优的晶胶比遥关键词蒸养混凝土曰结晶度曰等值线图中图分类号 TU528文献标志码 A文章编号1005-6270渊20圆3冤03-0138-03Semi-quantitative Calculation of Optimal Crystal-binder Ratio for Steam-cured ConcreteXIANG Qiudi1HUAN Wenjuan2FAN Lei1DU Youming1渊1.Jiangsu Testing Center for Quality of Construction Engineering Co.,Ltd,Nanjing Jiangsu 210028 China曰2.Suzhou Industrial Park Construction Engineering Quality Inspection Consulting Service Co.,Ltd,Suzhou Jiangsu 215000 China冤Abstract院In this paper,9 groups of steam-cured concretes synthesized were characterized by X-ray diffractiontest(XRD)and nitrogen adsorption specific surface area test(BET),and the crystallinity,crystal and colloidcontent of steam-cured concrete were calculated.The macroscopic mechanical properties of concrete,and thecontour map of the influence of the composition of hydration products on the compressive strength,flexuralstrength,and drying shrinkage of the matrix material are established,and the relationship between the crystaland colloid content when the compressive strength,flexural strength,and drying shrinkage are optimal isobtained.,so as to optimize the optimal crystal to glue ratio.Key words院steam curing concrete;crystallinity;contour map收稿日期圆园22鄄11鄄21作者简介相秋迪袁女渊1991-冤袁江苏省建筑工程质量检测中心有限公司袁工程师袁主要从事装配式建筑检测方面工作遥138江苏建筑圆园23 年第 3 期渊总第 228 期冤图 1九组蒸养混凝土 XRD 图谱水泥遥渊2冤石灰院试验所用生石灰为建德市新安江永合塑胶厂生产袁有效氧化钙含量为 75%遥渊3冤砂院加气混凝土最主要的硅质材料来源袁磨细后通过 0.08 mm 筛遥渊4冤脱硫石膏遥1.2试验方法渊1冤蒸养混凝土制备院按照九种参数取值表袁见表 1袁进行蒸养混凝土配制袁装模后在 25 益下养护12 h袁后移入蒸压釜中在 185 益下蒸压养护 8 h遥拆模后对试样进行宏观力学性能和干燥收缩试验及微观 X 射线衍射测试渊XRD冤和氮吸附比表面积测试渊BET冤遥渊2冤XRD将试件母体破碎袁从中取出水泥石袁使用无水酒精浸泡 24 h 终止水泥的水化遥取出后磨成粉袁放入烘箱中袁在 105 益条件下烘 24 h 后袁放入密封袋保存遥 衍射扫描范围取 5毅80毅遥渊3冤BET将蒸养混凝土敲碎成小块体袁放入无水乙醇中终止水化 24 h袁磨细后放入烘箱内袁在 105 益下烘干 24 h袁将干燥后的粉体放入干燥器备用遥2结果与分析讨论已有研究4得出 XRD 法水化硅酸钙结晶度计算公式为院XC=SCSC+Sa袁式中袁XC为结晶度渊wt.%冤曰SC为水化硅酸钙衍射峰面积之和曰Sa为水化硅酸钙弥散隆峰面积遥同时通过对已知成分的水热合成材料做 BET 测试袁得到氮吸附比表面积与 C-S-H 凝胶含量的函数关系式院Y=0.012 9X-0.071 57 渊R2=0.099 8冤袁式中袁X 为氮吸附比表面积袁Y 为 C-S-H凝胶含量遥文章根据上述已有研究成果袁对九组蒸养混凝土分别做了 XRD渊图 1冤和 BET 测试渊表 2冤遥 计算得到的结晶度见表 3遥综合以上计算结果及蒸养混凝土力学性能测试袁得到水化产物组成对蒸养混凝土抗压强度影响的等值线图渊图 2冤袁由图 2 得到抗压强度最优时晶体与胶体含量的关系袁见图 3遥 水化产物组成对蒸养混凝土抗折强度的影响见图 4袁由图 4 得到抗折强度最优时晶体与胶体含量的关系袁见图 5遥表 1蒸养混凝土参数取值组号因素钙硅比水泥/石灰石膏/%水料比A1A2A3A4A5A6A7A8A90.550.550.550.700.700.700.850.850.850.30.651.00.30.651.00.30.651.01.52.253.02.253.01.53.01.52.250.300.350.400.400.300.350.350.400.30表 2蒸养混凝土的氮吸附比表面积组别A1A2A3A4A5A6A7A8A9表面积/(/g)53.8847.4450.7150.3644.2542.6546.5541.5041.24表 3九组正交试验晶体与胶体定量计算结果组号托贝莫来石质量比C-S-H 凝胶质量比结晶度Xc(wt.%)A1A2A3A4A5A6A7A8A90.2040.2710.2660.2340.1820.1990.1930.1550.1700.536 70.4640.5010.4970.4280.4100.4540.3970.39435.836.934.732.029.832.729.828.130.2139江苏建筑圆园23 年第 3 期渊总第 228 期冤图 2水化产物组成对基材抗压强度的影响根据图 3 和图 5 所得关系袁计算蒸养力学性能最优时的晶胶比袁结果见表 4遥根据九组蒸养混凝土干燥收缩结果袁得到水化产物对干燥收缩影响的等值线图袁见图 6遥图 6水化产物组成对干燥收缩的影响图 3抗压强度最优时晶体与胶体含量的关系图 5抗折强度最优时晶体与胶体含量的关系表 4力学性能最优时的晶胶比计算表序号抗压性能最优抗折性能最优胶体晶体晶胶比胶体晶体晶胶比1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435360.3920.3940.3960.3980.4000.4020.4040.4060.4080.4100.4120.4140.4160.4180.4200.4220.4240.4260.4280.4300.4320.4340.4360.4380.4400.4420.4440.4460.4480.4500.4520.4540.4560.4580.4600.4620.2210.2220.2240.2250.2260.2270.2280.2280.2290.2300.2310.2320.2330.2340.2340.2350.2360.2360.2370.2380.2380.2390.2390.2400.2400.2410.2410.2410.2420.2420.2420.2420.2430.2430.2430.2430.5640.5630.5660.5650.5650.5650.5640.5620.5610.5610.5610.5600.5600.5600.5570.5570.5570.5540.5540.5530.5510.5510.5480.5480.5450.5450.5430.5400.5400.5380.5350.5330.5330.5310.5280.5260.3700.3720.3740.3760.3780.3800.3820.3840.3860.3880.3900.3920.3940.3960.3980.4000.4020.4040.4060.4080.4100.4120.4140.4160.4180.4200.4220.4240.4260.4280.4300.4320.4340.4360.4380.4400.2070.2070.2060.2060.2050.2050.2050.2040.2040.2040.2040.2040.2040.2040.2050.2060.2060.2080.2090.2100.2120.2140.2160.2180.2200.2220.2250.2270.2300.2320.2340.2370.2390.2410.2430.2440.5590.5560.5510.5480.5420.5390.5370.5310.5280.5280.5230.5200.5180.5150.5150.5150.5120.5150.5150.5150.5170.5190.5220.5240.5260.5290.5330.5350.5400.5420.5440.5490.5510.5530.5550.555图 4水化产物组成对基材抗折强度的影响渊下转第 150 页冤140江苏建筑圆园23 年第 3 期渊总第 228 期冤研究发现袁 当托勃莫来石质量含量为 22.0%23.9%尧C-S-H 质量含量为 41.8%43.4%尧 晶胶比为 0.5260.551 时袁蒸养混凝土具有较高的抗压强度尧抗折强度及较小的干燥收缩值遥3结语文章通过半定量计算水化产物组成及力学性能测试袁得到力学性能最优时晶体与胶体含量的关系式遥 进一步计算得到晶胶比为 0.5260.551 时袁蒸养混凝土具有较高的力学性能和较小的干燥收缩袁为优化加气混凝土配合比设计提供了参考遥参考文献1 彭军芝.蒸压加气混凝土中孔的形成尧特征及对性能的影响研究D.重庆院重庆大学袁2011.2江嘉运袁王立艳袁等.蒸压加气混凝土自保温砌块的生产及应用J.新型建筑材料袁2012袁39渊03冤院24-27.3王绪富袁陈畅袁等.不同密度级别加气混凝土性能和微观结构研究J.非金属矿袁2021袁44渊06冤院97-100.4陈晨袁蒋亚清袁等.BET/XRD 半定量测试水化硅酸钙含量研究J.新型建筑材料袁2017袁44渊03冤院124-126.表 2不同类型公共建筑适宜改造技术汇总表3结语根据上述分析可以得出袁在考虑节能效益和经济效益的基础上袁公共建筑能效提升技术体系以供暖通风空调尧照明系统为核心袁围护结构尧热水尧电梯以及炊事系统等为辅助袁整体可以实现建筑节能15%以上遥 不同类型的建筑适宜不同的技术袁具体总结如表 2 所示遥参考文献1纪博雅袁毛晓峰袁曹勇袁刘益民袁崔志国.我国建筑节能低碳技术标准体系现状与发展建议J.建筑经济袁2022袁43渊01冤院19-26.2中国建筑节能协会.2019 中国建筑能耗研究报告J.建筑袁2020渊07冤院30-39.3张惠民.大型公共建筑节能研究与应用D.重庆院重庆大学袁2016.4袁闪闪袁陈潇君袁杜艳春袁等.中国建筑领域 CO2排放达峰路径研究J.环境科学研究袁2022袁35(02)院394-404.5王俊.我国既有公共建筑综合性能提升与改造的思考J.建筑袁2020(17):12-15.6储蔚.黄山地区办公建筑围护结构改造技术及经济性研究D.合肥院安徽建筑大学袁2021.7邓光蔚袁朱伟峰袁钱程.上海某五星级宾馆空调系统运行诊断及节能优化J.暖通空调袁2021袁51渊增刊二冤院205-209.8唐浩袁丁勇袁刘学.公共建筑节能改造技术途径与效果分析J.暖通空调袁2018袁48(12):118-125.9欧哲.电梯节能技术的运用与推广研究J.机电信息袁2020渊02冤院78-79.建筑类型适宜技术机关办公文化教育医疗卫生宾馆酒店商场围护结构供暖通风空调系统照明系统热水系统电梯系统炊事系统绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎绎注院星级越高袁推荐指数越高遥渊上接第 140 页冤150