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作为无机保温材料的典型代表,玻化微珠保温砂浆在围护结构内外保温上的应用迅速增加,其性能研究已受到广泛关注。 耐久性是土木工程领域的重要研究课题,在玻化微珠保温砂浆推广应用中,其耐久性评价和寿命预测不可或缺,在建筑节能实践中不断出现的节能失效和结构劣化问题,使得其耐久性基础研究显得尤为重要和紧迫。然而,一方面由于保温砂浆的发展历程较短,一方面由于非结构性材料的功能特点,其耐久性研究未得到足够的重视。国内外都曾对结构性材料混凝土的耐久性进行了广泛而深入的研究,但是对于混凝土耐久性研究所提出的理论及假说无法全面正确的解释无粗骨料的砂浆的劣化损伤机理,基于试验研究的规律,也很难适用于新型无机保温砂浆。 目前,我国并未有合理的检测和实验方法确定与评价玻化微珠保温砂浆的耐候性、耐久性,对于其材料劣化机理、保温系统耐久性及对结构的影响方面的研究均较为缺乏。本文承接国家自然科学基金项目:玻化微珠保温砂浆劣化机理及对结构耐久性的影响研究(51308371),是整个系统研究的一部分,在于揭示单因素冻融作用下玻化微珠保温砂浆材料的劣化机理,采用微宏观结合的方法对玻化微珠保温砂浆材料在冻融作用下的基本物理力学性能和物相特征进行试验研究。 本文研究的主要内容有: 1、由于当前没有适合的规范参考,本文通过分析玻化微珠保温砂浆材料的特性,以及玻化微珠保温砂浆在实际工程中所处的环境,比较相关材料国家规范中的抗冻试验方法及力学性能试验方法,选择适合玻化微珠保温砂浆的抗冻试验方法和力学性能试验方法。 2、研究0、5、15、25、50次冻融循环后保温砂浆的质量损失率、相对动弹性模量、饱和面干吸水率和线膨胀系数的变化规律,研究结果表明:经过50次冻融循环后保温砂浆质量损失率和相对动弹性模量下降程度不显著;随着冻融循环次数的增多,保温砂浆的饱和面干吸水率大致成降低的趋势,线膨胀系数先增加后减小。 3、通过研究0、5、15、25、50次冻融循环后玻化微珠保温砂浆的抗压强度、弹性模量、抗拉强度、压折比、拉伸粘结强度等力学性能的变化规律和利用线性回归分析的方法得出力学性能和冻融循环次数的关系式,以及冻融循环后力学性能的变化对玻化微珠保温砂浆系统的影响,研究结果表明:随着冻融循环次数的增加,保温砂浆的抗压强度、弹性模量、抗折强度、抗拉强度和拉伸粘结强度逐渐变小,基本成线性关系;保温砂浆的压折比逐渐减小。保温砂浆的力学性能在一定范围的冻融循环后的变化提高了保温砂浆系统的抗裂能力。 4、通过电镜扫描试验研究玻化微珠保温砂浆冻融循环后的物相变化规律,研究结果表明:冻融循环后保温砂浆的孔径变大,玻化微珠出现部分破损,表面出现微小裂缝。 5、结合保温砂浆冻融循环后宏观特性和微观物像的变化规律,初步总结出玻化微珠保温砂浆的冻融破坏机理。 通过以上试验研究得出,冻融作用对保温砂浆耐久性影响的定量规律,为其保温系统的耐久性设计和寿命评估提供依据。