论文部分内容阅读
生土材料是一种具有悠久历史的古老建材。但是传统生土材料强度低、耐水性和体积稳定性差,作为承重墙体材料的应用受到限制,难以充分发挥其固有的保温、蓄热、调湿等功能。本文采用无机胶凝材料和微生物发泡剂对生土材料进行改性,制备了轻质、保温、隔热和较高强度的发泡生土材料,探索了微生物发泡生土材料的原料组成和配合比计算方法,分析泡沫掺量对生土材料物理力学性能的影响,利用图像分析软件ImageJ分析生土材料的微观孔结构。探究微生物发泡生土材料干密度、孔结构与其他性能的关系。利用计算机断层成像技术(X-ray computered tomography,简称X-CT)得到微生物发泡生土材料3D孔结构特征,采用实验测量验证理论模型的方式得到其导热模型。研究结果如下:(1)微生物发泡剂与0.5%十六烷基三甲基溴化铵复掺时泡沫性能最优,发泡倍数为15,1 h沉降距为2 mm,1 h泌水率为48%。微生物发泡剂产气机理是酵母菌分解底物葡萄糖生成CO2。(2)根据泡沫混凝土配合比计算公式设计了不同密度等级微生物发泡生土材料,以干密度和设计干密度的差距范围是否符合规范要求对配合比设计公式进行优化和调整,得到制备A03-A12密度等级微生物发泡生土材料的调整系数K。随着密度等级的提高,调整系数总体上呈逐渐增大的趋势。(3)微生物发泡生土材料中泡沫掺量越大,其28 d抗压强度、导热系数、干密度和孔形状因子越小,吸水率、孔隙率和平均孔径越大。微生物发泡生土材料的干密度与抗压强度、导热系数呈正相关,与吸水率、孔隙率呈反相关。(4)利用Avizo软件对微生物发泡生土材料3D孔结构进行分析表征,可知700 kg/m3的微生物发泡生土材料的孔隙率为52.0%,平均等效直径为123.86μm,平均孔形状系数为0.903。微生物发泡生土材料的导热系数方程为:(?),预测值与实测值的相关系数R2为0.948。