钢结构装配式住宅用陶粒混凝土轻质板和力学性能研究

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发布时间：2021-09-12

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钢结构装配式住宅用陶粒混凝土轻质板材
力学性能研究
张付奇。李刚。马玉薇。姜曙光。邢海峰，李恒山，牛永鹏。邱军陆
(石河子大学水利建筑工程学院，新疆石河子832003)
摘要：针对钢结构装配式住宅使用的陶粒混凝土轻质板材存在开裂，抗折强度偏低的问题，采用正交试验设计方法研究了水
胶比、陶粒、粉煤灰和聚炳烯纤维四个不同的因素对陶粒混凝土板材力学性能的影响。试验结果表明，纤维的掺量是影响陶粒混
凝土板材力学性能的最主要因素，纤维掺入后有效的提高了陶粒混凝土板材的抗折强度和抗压强度，陶粒混凝土板材的最优试
验方案为水胶比为0．35，粉煤灰掺量为30％，陶粒和聚丙烯纤维掺量分别为530 kg／m 和O．5 kg，m’，满足了工程要求。
关键词：正交试验；陶粒；聚炳烯纤维；抗压强度；抗折强度
中圈分类号：TU528．72 文献标志码：A 文章编号：1002—3550(2015)01—0136—04
Resea~h on mechanical propertles of lightweight ceramsite concrete plate used in fabricated steel house
ZH／u~G Fuqj，LJ Gang，MA Yuwei，JIANG Shuguang， Haifeng，LJHengshan ，NIU Yongpeng，QiuJurdu
(College ofWater Conservancy and Architecture，Shihezi University，Shihezi 832003，China)
Abstract：For nghtweight ceramsite concrete plate，which is used in fabricated steel house，crazes in the process of using and has low
flexural strength，water cement ratio，cerarnsite，fly ash an d polypropylene fIber four diferent factors that afect the mechanical proper—
ties of ceramsite concrete plate were studied by orthogonal experiment design method．Results show that the mixing amount of fiber is
the leading factor in the mechanical properties of the ceramsite concrete plate，an d the flexural and compressive strength of ceramsite
concrete plate has efective impmvemem ，when the fiber is mi xed．the optimal experiment scheme for ceramsite concrete plate is that the
water cemem ratio is 0．35，the dosage of fly ash is 30％，the mi xing amount of ceram site is 530 kg／m’，an d polypropylene fiber is
0．5 kg，．which sati~ the engineering requirement．
Key words：orthogonal experiment；ceramsite；polypropylene fiber；compressive strength；flexural strength
0 引言
新疆北部气候寒冷而漫长，建筑露天施工时间短，只
有6～7个月。新疆北部位于亚欧大陆板块，地质活动频繁，
是地震多发区域，小城镇建设中住宅的耐久性和抗震能力
较差，70％的墙体使用黏土砖，大量挖土毁田消耗了不可再
生的资源，同气候条件下，墙材的能耗是发达国家的3～4
倍，墙体保温隔热效果很差，抗震节能新型结构体系应用
也相对滞后，墙体材料的工厂化程度不高，施工效率低。但
是村镇建设用地较城市宽裕，所以在村镇非常适合建设低
层的轻钢结构装配式住宅。可装配型的陶粒混凝土轻质板
材与普通混凝土相比，在承载力相同的条件下质量可减轻
20％-40％，从而可以减轻结构所受的地震作用，墙材使用
的陶粒是一种多孔性材料，热工性能好，可提高墙体保温、
隔热、隔音性能，节约能源。与普通混凝土剪力墙相比，陶
粒混凝土板材制作的剪力墙具有自重轻、抗震性能好、保
温隔热性能良好等优点，是一种低碳环保的承重墙体。
目前，新疆正在大力推行钢结构装配式住宅体系，但
是使用的陶粒混凝土轻质板材在装配过程中存在易开裂、
抗折强度偏低的问题。如果在混凝土中掺入纤维之后由于
纤维以单位体积内较大的数量呈现三维均匀乱向分布于
混凝土内部，会直接抑制混凝土开裂的进程，提高混凝土
的断裂韧性，可以对混凝土的抗折强度增强起到很大的作
用，而且聚丙烯纤维相比于其他纤维，具有轻质、廉价等优
点，因此针对陶粒混凝土轻质板材易开裂、抗折强度
偏低的问题，采用在陶粒混凝土中加入聚丙烯纤维的方法
来提高其抗压和抗折强度。试验主要是在陶粒混凝土中掺
杂聚丙烯纤维，利用正交设计的试验方法，对陶粒混凝土
轻质板材的配合比进行试验，研究影响板材抗压、抗折强
度及表观密度等物理力学性能指标的主次要因素，给出适
合钢结构装配式住宅体系使用的轻质板材最佳配合比。
1 试验原材料
试验用水泥采用新疆石河子南山水泥厂P·C 32．5水