秸秆混凝土力学和保温性能的室内试验与数值模拟研究

【摘要】：秸秆材料具有很好的保温性能，而且是一种可年年再生的能源，人们把这种材料应用于建材领域，研究节能利废的新型墙体材料，具有促进建筑结构工业化快速发展和对节约能源、减少环境污染的重要意义。对于秸秆混凝土的研究，前人大多是将秸秆压缩后放入空心混凝土砖中进行抗压测试。本文在秸秆混凝土中分别加入粉煤灰和硅灰，做成不同的秸秆混凝土试块，论文主要研究了以下内容： 1.通过试验研究秸秆混凝土试块的导热系数，研究发现不同秸秆掺量的试块导热系数，在相同粉煤灰掺量的条件下，秸秆掺量大的试块的保温性能越好。与不掺秸秆和粉煤灰的试块相比，保温性能有得到很大提高。硅灰掺量的增加对试块的保温性能有削弱的趋势。 2.通过试验研究了秸秆混凝土试块的抗压强度，在相同粉煤灰含量的条件下，10%秸秆掺量比2%秸秆掺量的试块抗压强度降低33%。硅灰含量的提高可以在一定范围内增强秸秆混凝土试块的抗压强度。掺有粉煤灰和硅灰的试块中，秸秆含量的增加都降低了试块的抗压强度。 3.本文推导出秸秆混凝土导热系数的计算公式，推导公式计算得到的掺有粉煤灰、硅灰的秸秆混凝土的导热系数值与试验测得的导热系数值基本吻合。 4.采用有限元软件对秸秆混凝土试块进行热传导模拟，通过计算公式得出各种试块的导热系数，其结果能够与本文推导出的公式计算结果吻合，进一步验证了公式的正确性。进行秸秆混凝土墙体的模拟，对比发现有秸秆墙体在保温性能上比无秸秆墙体提高了100%左右。 【关键词】：秸秆混凝土 导热系数 抗压强度 数值模拟
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU528
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 课题研究背景和意义9-12
• 1.1.1 课题研究的背景9-10
• 1.1.2 课题研究意义10-12
• 1.2 秸秆混凝土的国内外研究概述12-17
• 1.2.1 国内秸秆混凝土研究的概述12-14
• 1.2.2 国外秸秆混凝土研究的概述14-17
• 1.3 、研究目标和内容17-18
• 1.3.1 研究目标17-18
• 1.3.2 研究内容18
• 本章小结18-19
• 第2章 秸秆混凝土的保温及力学性能研究19-29
• 2.1 材料采用19-20
• 2.2 掺有粉煤灰的秸秆混凝土配合比20-21
• 2.3 掺有硅灰的秸秆混凝土配合比21-22
• 2.4 试件的制备22-23
• 2.5 秸秆混凝土试件的力学和保温性能的研究23-28
• 2.5.1 秸秆混凝土试件导热系数23-25
• 2.5.2 秸秆混凝土试件抗压强度25-28
• 2.6 试验结论28
• 本章小结28-29
• 第3章 秸秆混凝土中的导热系数的计算公式29-34
• 3.1 秸秆混凝土中导热系数计算公式29-30
• 3.2 对公式的试验验证30-33
• 3.2.1 秸秆的材料性能测试30
• 3.2.2 试验结果与理论结果的对比30-33
• 本章小结33-34
• 第4章 秸秆混凝土试块导热系数的数值模拟34-52
• 4.1 ABAQUS 简介34-37
• 4.1.1 ABAQUS 整体介绍34
• 4.1.2 ABAQUS 分析模块34-36
• 4.1.3 ABAQUS 热分析原理36-37
• 4.2 秸秆混凝土试块模型的建立与模拟37-41
• 4.3 导热系数的计算方法41-42
• 4.4 导热系数的数值模拟结果42-46
• 4.5 墙体温度模拟46-51
• 本章小结51-52
• 第5章 结论与展望52-54
• 5.1 结论52
• 5.2 展望52-54
• 参考文献54-59
• 研究生期间所取得的成果59-60
• 致谢60

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