石灰基材料对生土改性效果及机制研究

针对当前石灰、矿渣、粉煤灰等作为生土改性剂的研究主要是在力学性能及耐久性等宏观性能方面,尝试从上述改性材料对生土改性前后的矿物组成、官能团特征峰、微观结构等微观角度来阐述生土改性的内在作用机制。试验结果表明,(1)单掺石灰时,生土改性效果随石灰掺量增加而提高,最佳掺量为10%,其28 d抗压强度和软化系数分别达到3.69 MPa和0.80,原因是其板状的Ca(OH)_2水化产物填充生土颗粒间的空隙,达到饱和后的Ca(OH)_2仅其骨架作用;(2)当10%石灰分别复掺5%矿渣和5%粉煤灰时,28 d抗压强度分别增长了8.1%和2.4%,软化系数分别达到了0.92和0.90,原因是粉煤灰和矿渣发生二次水化反应,其中Mg—O、Al—O等键断裂,Al~(3+)、Mg~(2+)等阳离子与Ca(OH)_2发生置换反应,致使1 436.47 cm~(-1)处的峰位偏移至1 400 cm~(-1)附近,同时出现了1 030 cm~(-1)附近的C-S-H凝胶特征峰以及3 120 cm~(-1)处左右的火山灰反应特征峰;(3)掺矿渣改性效果优于单掺石灰,而复掺粉煤灰的改性效果不佳。     

基于响应面法的石灰-矿渣/生土复合材料热湿综合性能

采用石灰和矿渣作为改性材料制备石灰-矿渣/生土复合材料,利用响应面法研究石灰掺量、矿渣掺量和含水率对石灰-矿渣/生土复合材料热湿综合性能的影响,对石灰-矿渣/生土复合材料的制备工艺进行优化。结果表明,石灰掺量、矿渣掺量和含水率均对热湿综合性能产生影响;通过回归分析得到石灰-矿渣/生土复合材料的制备优化方案是石灰掺量(石灰与复合材料的质量比)为10.19%、矿渣掺量(矿渣与复合材料的质量比)为4.02%、含水率(水量与复合材料的质量比)为9.00%,且优化石灰-矿渣/生土复合材料平均平衡含湿量为12.725%,导热系数为0.798 W/(m·K),具有良好的热湿综合性能;通过结构分析可知,在碱性激发和微集料作用下,优化石灰-矿渣/生土复合材料内部呈现出完整、密实的结构体系特点,兼顾材料的力学、耐久性和热湿性能。     

胶凝/生土复合材料的制备及热湿综合性能表征

以矿渣、石灰、水泥、石膏等胶凝材料作为改性剂来制备胶凝/生土复合材料,采用防护热板法和等温吸放湿法测试了胶凝/生土复合材料的热湿性能。结果表明,胶凝材料的种类和掺量对胶凝/生土复合材料的热湿性能影响显著。采用归一法对胶凝/生土复合材料进行热湿性能综合分析,可知,10%石膏/生土材料具有最优的热湿综合性能,这是由于石膏水化硬化作用在生土材料中形成了起到骨架支撑作用的网状结构,网状结构中存在的孔隙降低了材料的导热系数,提升了其吸湿性能。     

无机固化剂对流态固化土结构和性能的影响

生土材料是一种绿色低碳环保的建筑材料，如何提高生土材料的性能亟待系统深入的研究。本论文采用XRD、SEM、氮吸附、导热系数测试等手段研究熟石灰、水泥、粉煤灰、偏高岭土单掺或复掺对流态固化土工作性、硬化固化土试块微观结构和宏观性能的影响，并揭示其作用机理。试验结果表明：当水固比为0.20时，固化土拌合物流动度均达到250 mm以上；单掺熟石灰时，RS-L₁₀强度提升幅度最大；复掺熟石灰和水泥RS-L₁₀-C₁₅的28 d抗折抗压强度最高，复掺熟石灰和偏高岭土RS-L₁₀-MK₂₅收缩性能与强度均有良好表现，导热系数与纯生土较为接近，保温隔热性能优异。本研究为无机固化剂在流态固化土中的科学化应用提供依据。     

浅析山区生土结构房屋墙体裂缝的成因及预防措施

生土建筑具有热工性能好,隔声性好.施工简单,造价低廉,冬暖夏凉,节能、环保,就地取材等优点,是山区特别是贫困的黄土高原地区乡村房屋最普遍采用的结枸类型.在<宁夏彭阳县乡村住房情况调查项目>的调查中,发现居民房屋山墙(横墙)、纵墙出现多条裂缝,通过现场勘查和资料证明,房屋出现裂缝的原因除由于地质灾害引起的外,大多数房屋墙体出现裂缝是由于结构设计不科学、施工质量等存在隐患所致.本文主要在分析生土墙体裂缝成因的基础上,对生土结构房屋墙体裂缝提出一些具体预防措施,供山区居民在今后的生土建筑中做一参考.     

浅谈陕北窑洞民居对现代建筑设计的启示

生土建筑主要用未焙烧而仅作简单加工的原状土为材料营造主体结构的建筑。生土建筑始于人工凿穴，已有悠久的历史。随着社会的飞速发展，生土建筑在生态、节能、环保等方面展现的优势逐渐被国内外建筑界所关注。窑洞是生土建筑的主要类型之一，是我国西北黄土高原地区的传统民居建筑类型，也是我国目前尚存的几大类生土建筑中仍处于活性状态且持续发展和完善的一种民居，广泛分布于我国陕北、山西、陇东、宁夏南部及豫西等地。     

淀粉基绿色建筑材料应用及试验研究

利用可再生资源发展绿色建筑材料已成为趋势之一,为了开发淀粉基绿色建材,首先,总结归纳了淀粉在木材环保胶黏剂、涂料、砂浆、陶瓷生产和混凝土减水剂制备等方面的研究和应用,其次.对改性淀粉拌合生土进行了无侧限抗压强度和直接剪切试验,结果表明改性淀粉可提高生土的强度,研究结果为淀粉基绿色建材的发展提供参考.     

生土砌块墙体地震失效机理试验研究EI北大核心CSCD

为研究生土砌块墙体的地震失效机理,对基于典型尺寸的实体墙、带门洞墙,以及带窗洞墙等3类墙体1∶2.5缩尺模型试件进行了低周往复水平加载试验,获取了墙体从开裂到倒塌的失效全过程损伤演变规律以及滞回曲线、骨架曲线、延性系数等抗震性能指标,建立了抗剪承载力计算公式,并在相关文献统计数据的基础上探讨了生土砌块墙体的抗震性能评估指标量化取值。研究表明:典型尺寸的生土砌块墙体在地震作用下发生剪切破坏,最终以墙体“X”型主裂缝交汇处砌体被压碎,两侧三角型区域砌体脱落标志着墙体倒塌失效;生土砌块墙体承载能力、变形能力、耗能能力及延性系数均随开洞率增大而降低;采用基于剪摩理论的生土砌块墙体抗剪承载力计算公式可获得与试验误差较小的结果;依据我国现行《建筑抗震设计规范》中抗震性能设计目标划分,给出了无约束生土砌块墙体基本完好、轻微破坏、中等破坏、严重破坏、墙体倒塌5个性能水准的层间位移角上限建议值,分别为1/2 000、1/350、1/180、1/100。     

无机土壤固化剂对生土材料的改性及其机理

研究了无机土壤固化剂对生土材料强度、耐水性和抗冻性能的影响,和无机土壤固化剂提高生土材料强度、耐水性和抗冻性的机理。结果表明,无机土壤固化剂掺量为20%~25%时60 d抗压强度、软化系数和抗冻性指标(BDR)分别达到8.78 MPa、0.85和38.38%,具有较高的强度、耐水性和抗冻性。无机土壤固化剂与生土中的SiO_2和Al_2O_3反应生成Ca·1.7MgO·3SiO_4、2CaO·Al_2O_3·SiO_2和Na_2CaSiO_4等新产物,再加上无机土壤固化剂中α-C_2S和γ-C_2S水化生成C-S-H凝胶,是使生土材料产生强度、耐水性和抗冻性的主要原因。     

纳米材料改性树脂基耐烧蚀材料研究新进展

综述了近年来纳米材料改性树脂基耐烧蚀材料的研究进展。介绍了碳纳米管、石墨烯、蒙脱土、纳米SiO2、纳米碳粉等纳米材料在改性烧蚀材料中的研究近况,详细探讨和比较了改性材料的热稳定性、成炭率、力学性能等,同时分析了纳米材料改性树脂材料中存在的问题,并预测了纳米材料改性耐烧蚀树脂的发展趋势。提出纳米材料,特别是新型的纳米碳材料改性树脂基耐烧蚀材料的研究将是很有发展前景的研究领域,并会进一步得到人们的重视。