土木工程专业毕业论文.ppt
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1、北京工业大学毕业论文答辩演讲,00041106李楠,外墙外保温系统聚合物砂浆低温性能研究,指导老师:路永华 副教授,第1章 绪论,随着历次能源危机的出现,能源问题,已成为当今世界所最为关注的问题之一;“节能”,被越来越频繁地被提起。对于建筑物来说,在节能方面所存在的不足是很突出的。传统的保温方式,只能保障有大约40%的能源被有效地节约,而大部分都从墙体、屋顶、地面等渠道逸散了。北京市建委今年提出的新的节能指标之中,规定要求将能源的节约程度提高到60%以上。在这种情况下,在更广泛范围内应用外墙外保温技术,是十分必要的。,本章主要内容,1.1课题背景1.2外墙外保温体系的组成1.3 外墙外保温的优
2、势所在 1.4外墙外保温技术的展望 1.5外墙外保温技术工艺现状、存在问题及建议 1.6本课题研究的目的、意义以及相关研究内容,外墙外保温体系的结构示意简图,存在的问题,地方规范不健全,缺少标准图集;关键材料聚合物砂浆的性能当前尚不能满足不同季节的施工条件;施工尚未形成国家统一的操作规程和质量验收标准,缺乏专业施工队伍;冬季施工:聚合物砂浆在这种恶劣环境下的综合性能尚不能得到有效的保障;而在此之前,也没有任何相关的低温、负温下施工对聚合物砂浆性能影响的研究,无相关资料可查,从而无从指导具体施工,进而令施工质量无法得到保障,甚至可能存在安全隐患。,相关研究内容,为了研究冬季施工的可能性,本文对在
3、低温、负温下的聚合物砂浆进行研究,以期可以在较为恶劣的环境之下进行施工,使聚合物砂浆的综合性能满足国家标准的要求,从而指导施工。本文所研究的聚合物砂浆性能主要为抗折、抗压以及粘结性能。,抗折抗压部分:,A、低温不同养护下对聚合物砂浆力学性能(抗压、抗折强度部分)的研究:拟采取的养护制度如下:标准条件,即温度232,湿度505%,养护3、7、14、28天温度5,养护3、7、14、28天温度58h,-5/16h,正负温交替养护3、7、14、28天温度-5/7d,然后5,养护3、7、14、28天温度58h,-5/7d,然后5,养护3、7、14、28天B、不同静停时间对聚合物砂浆力学性能(抗压、抗折强
4、度部分)的影响:在5、1 5的温度或室温下静停0、4、8个小时,然后转入-5的温度下养护3、7、14、28天。,粘结强度部分:,A、低温不同养护下对聚合物砂浆力学性能(抗压、抗折强度部分)的研究:拟采取的养护制度如下:a.标准条件,即温度232,湿度505%,养护3、7、14、28天b.温度5,养护3、7、14、28天c.温度58h,-5/16h,正负温交替养护3、7、14、28天d.温度-5/7d,然后5,养护3、7、14、28天e.温度58h,-5/7d,然后5,养护3、7、14、28天B、不同静停时间对聚合物砂浆力学性能(抗压、抗折强度部分)的影响:在5的温度或室温下静停0、4、8个小时
5、,然后转入-5的温度下养护3、7、14、28天。C、加入防冻剂的试块,放入-5养护3、7天。(养护到期,放入23静停4小时),第2章 试验条件和试验设备,2.1 试验材料 普硅水泥;快硬硫铝水泥;聚苯板;水;胶粉:SEAL80、FX2350;纤维素醚2.2试验用仪器设备 压力试验机,NYL-600型;电动抗折仪,KZY-500型;混合砂浆试件恒温恒湿标准养护箱,JBY-30B型;拉力试验机,LJ-1000型;温度监控器,XMK-1型 电冰箱,LBOS-205型;行星式搅拌机;可逆电动机;低温箱;等,2.3试验中采用的标准 GB177-1999 水泥胶砂强度检验方法(ISO法)GB1346-19
6、89 水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性 检验方法 GB50300-2001 建筑工程施工质量验收统一标准 J10188-2002 外墙外保温施工技术规程 GB8076-1997 混凝土外加剂 GB119-88 混凝土外加剂应用技术规范,第3章 聚合物砂浆力学性能的研究,外墙外保温系统之中最关键的问题是聚合物砂浆的力学性能。本文详细研究了聚合物砂浆的抗折、抗压以及粘结性能。鉴于在北方地区施工,要经历大约45个月的冬期的低温、负温的考验,本课题研究了两种水泥聚合物砂浆的性能。,本章要点,3.1抗折抗压性能试验原材料、设备及工具配料方案砂浆的拌和的一般规定试块的制备、养护与抗折抗压试验3.2粘结
7、强度试验原材料及设备及工具配料方案试块的制备、养护与粘结强度试验正负温交替养护条件下聚合物砂浆的综合性能早期受冻,后期处理的聚合物砂浆的综合性能添加防冻剂的试块的粘结强度,3.1抗折抗压性能试验,配料方案:硫铝早强水泥、盾石42.5普硅水泥、SEAL80、FX2350两种方案,即:A、硫铝早强水泥、FX2350、纤维素醚、石英砂、SEAL80按照一定配比拌合,加20-21%水 B、盾石42.5普硅水泥、FX2350、纤维素醚、石英砂、SEAL80按照一定配比拌合,加20-21%水,砂浆的拌和的一般规定1、拌和砂浆的时候,室温宜保持在205,并且避免使砂浆拌合物受到阳光直射和风吹。2、拌制砂浆所
8、用的材料,应符合质量标准。在拌合之前,材料的温度应保持与室温相同。3、水泥如有结块又必须使用的时候,应过0.9mm的方孔筛,并仔细拌和均匀。4、拌制前,应将搅拌机、铁铲、抹刀等工具表面用水润湿,注意拌和容器内不得有积水。试验完毕之后用水清洗干净,不得留有砂浆残渣等。5、材料用量以重量计。计量精度:骨料为加减0.5%;水、水泥和掺合料为加减0.3%。,试块的制备、养护与抗折抗压试验,1、砂浆制备按具体配方称出各种材料,并将其加入砂浆搅拌机中,在未加水搅拌之前先手动搅拌均匀。2、开动砂浆搅拌机,将水缓缓加入,砂浆搅拌机低速搅拌约1分钟,将料搅拌至均匀;停机,手动搅拌约半分钟。以上过程重复一次。即:
9、机械搅拌约1分钟;手动搅拌约一分钟;再次机械搅拌一分钟;手动搅拌一分钟。,3、室温静停10分钟后入模。在这之前,模具要清理就绪,并刷好油,以便日后拆模。砂浆分两层装入试模,每层均匀插捣12次,然后沿模壁用抹刀插捣数次。之后,放到振动台上进行机械振捣(如图3.2)。砂浆应高出试模顶面6-8毫米,用刮刀刮掉多余的砂浆,并抹平表面。,4、对试块按拟定的养护计划放入养护箱进行具体养护,5、到指定养护龄期之后,在抗折仪上进行抗折试验,在压力机上进行抗压试验。,3.2粘结强度试验,配料方案 硫铝早强水泥、盾石42.5普硅水泥、SEAL80、FX2350配2种方案,即:A、硫铝早强水泥、FX2350、纤维素
10、醚、石英砂、SEAL80按照一定配比拌合,加20-21%水 B、盾石42.5普硅水泥、FX2350、纤维素醚、石英砂、SEAL80按照一定配比拌合,加20-21%水 C、按照上述两种配比,各自加入0.3%、0.6%、0.9%、1.2%的防冻剂:亚硝酸钠(NaNO2)、硫酸钠(Na2SO4)、氯化钠(NaCl)、硝酸钙(Ca(NO3)2)共计4x4种方案,试块的制备、养护与粘结强度试验 1、砂浆制备:材料的称量、砂浆的搅拌、砂浆的静停皆与抗折抗压性能试验相同。在必要的时候,二者所用砂浆可以在一起制备。2、成型:事先将聚苯板切割成合适尺寸。待砂浆达到静停时间之时,通过模具将砂浆抹在聚苯板上,尺寸(
11、长X宽X高)为4X4X0.3cm。在制备试块的时候,要保证砂浆饱满。,3、对试块按拟定的养护计划进行具体养护,4、养护到期,在拉伸机上进行粘结性试验,并记录下所得出的数据。(拉伸速度为5mm/min),表3.1两种水泥砂浆力学性能,正负温交替养护条件下聚合物砂浆的综合性能 在北方地区,冬季温度低,甚至有的时候不得不在昼夜正负温度交替的恶劣环境下施工。在这种情况下,聚合物砂浆的综合性能能否达到标准的要求?为了给这个问题一个确定的答案,我们模拟了这种环境:将试块在正负温度交替(-5/16h+5/8h)的条件下进行养护,观察其3、7、14、28天龄期的力学性能变化;此外,在28天时,将试块转入23摄
12、氏度环境继续养护3天,观察其力学性能变化。,表3.2两种水泥砂浆正负温度交替养护条件下力学性能,3.2.5 早期受冻后期处理的聚合物砂浆综合性能 在实际工程中,不仅存在如上节所述的昼夜正负温度交替的情况,有时候甚至还要在气温全天处于零下的情况进行施工。实践证明,这种条件下进行施工时,砂浆的力学性能必定不能满足要求。本节要研究的是:早期受冻得聚合物砂浆,给以适当的后期处理的情况下,其力学性能的变化。为此,我们按照如下方式进行了模拟试验:(1).在制作试块的时候,将拌和好的聚合物砂浆在不同温度下静停0、4、8个小时再入模、成型,以使其充分水化;(2).养护:将聚合物砂浆试块放在-5的环境下养护7天
13、,再转入23养护3、7、14、28天,以模拟早期受冻、后期处理。,表3.3.1 两种水泥砂浆-5养护7天,再转入23养护3、7、14、28天后,其力学性能(5静停)A.普通硅酸盐水泥,B.硫铝酸盐快硬水泥,表3.3.2 两种水泥砂浆-5养护7天,再转入23养护3、7、14、28天后,其力学性能(15静停)A.普通硅酸盐水泥,B.硫铝酸盐快硬水泥,添加防冻剂的试块的粘结强度 防冻剂:主要适用于我国北方地区负温条件下的施工。换言之,防冻剂的作用就是令水泥在负温条件下水化。一般防冻剂冰点降低不多,一般适用于0零下15摄氏度的施工。在本文之中,所涉及的负温温度为零下5摄氏度,所用4种防冻剂原料均可在降
14、低冰点这一项上达到要求。研究添加了防冻剂的试块的粘结强度,就是为了找出一种相对比较合适的防冻剂及其掺量,以指导施工。,表3.4加入防冻剂(氯化钠)后砂浆在负温(零下五摄氏度)下的粘结强度,表3.5加入防冻剂(硫酸钠)后砂浆在负温(零下五摄氏度)下的粘结强度,表3.6加入防冻剂(硝酸钙)后砂浆在负温(零下五摄氏度)下的粘结强度,表3.7加入防冻剂(亚硝酸钠)后砂浆在负温(零下五摄氏度)下的粘结强度,表3.8不加防冻剂时砂浆在负温(零下五摄氏度)下的粘结强度,第4章 试验结果分析,本章通过对实验数据的处理,对不同养护温度、早期受冻、正负温交替等情况对聚合物砂浆的力学性能的影响进行综合分析。,本章要
15、点,4.1 养护温度对聚合物砂浆力学性能的影响 4.1.1普通硅酸盐水泥聚合物砂浆试验分析 4.1.2硫铝酸盐快硬水泥聚合物砂浆试验分析 4.1.3二种水泥拌制的聚合物砂浆力学性能比较4.2正负温交替养护对聚合物砂浆性能的影响4.3早期受冻较严重的聚合物砂浆(-5养护7d)转入常温后各龄期的力学性能4.4防冻剂对聚合物砂浆性能的影响4.5机理分析,4.1 养护温度对聚合物砂浆力学性能的影响 普通硅酸盐水泥聚合物砂浆试验分析 通过对聚合物砂浆在常温(23)与低温(5)不同养护龄期下的抗压、抗折、粘结强度的试验,得到了表3.1数据,并绘得图4.1、4.2、4.3 的普通硅酸盐水泥聚合物砂浆综合性能
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