泡沫混凝土路基保温材料试验研究

摘要

泡沫混凝土作为一种新型保温材料，具有轻质高强，吸能抗震以及保温性能优良等优点。由于其强度偏低，当前主要作为保温材料应用于建筑领域。本文基于泡沫混凝土现状，主要从泡沫混凝土的保温性能以及力学性能两个方向进行研究，通过室内保温性能试验与数值模拟相结合的方法，研究了泡沫混凝土热工性能及力学性能，主要研究内容和成果如下:
　　(1)通过对比泡沫混凝土与普通土体保温性能试验，得知在10h内两者温度差值在10℃左右。通过泡沫混凝土保温性能试验研究，将干密度、厚度及初始温度等因素考虑在内，对每种因素的每种水平试验各测点温度变化规律进行了分析，从而选择较好的组合方式。
　　(2)通过对泡沫混凝土试块进行抗压强度试验，得到泡沫混凝土干密度与抗压强度之间的关系式，从试验结果得知，随着泡沫混凝土干密度的增加，其抗压强度稳定性在下降，600kg/m3泡沫混凝土立方体抗压强度可达到4MPa左右，满足路基材料强度要求。
　　(3)通过对泡沫混凝土的吸水率试验，研究了不同干密度泡沫混凝土的吸水率，从试验结果可知，随着泡沫混凝土的干密度增加，其吸水率减小，600kg/m3的泡沫混凝土吸水率仅为18.5％，证实了其内部孔洞为闭孔结构。
　　(4)将泡沫混凝土热工性能试验与ANSYS计算结果对比分析，确定了泡沫混凝土热力学参数，利用ANSYS计算了有无泡沫混凝土保温板路基温度场，通过30d时温度场对比可知，有无保温板路基在路基中心处温度差值在2℃左右，坡脚位置温度差值在4℃左右。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及其意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 冻土区路基保温措施研究现状

1．2．2 泡沫混凝土性能研究现状

1．2．3 泡沫混凝土路基应用现状

1．3 论文研究的主要内容及思路

1．3．1 论文主要研究内容

1．3．2 论文的研究思路

1．3．3 研究技术路线

2 泡沫混凝土简介

2．1 泡沫混凝土特性

2．2 泡沫混凝土发泡剂

2．3 泡沫混凝土用途

2．3．1 建筑工程领域

2．3．2 土木工程领域

2．4 本章小结

3 泡沫混凝土热工性能与力学性能试验

3．1 引言

3．2 泡沫混凝土保温试验

3．2．1 泡沫混凝土的制备

3．2．2 有无泡沫混凝土对比试验

3．2．3 不同干密度泡沫混凝土保温试验

3．2．4 不同厚度泡沫混凝土保温试验

3．2．4 不同初始温度泡沫混凝土保温试验

3．2．5 泡沫混凝土保温试验分析

3．3 泡沫混凝土抗压试验

3．4 泡沫混凝土吸水率测试

3．4．1 试验方案

3．4．2 吸水率试验结果

3．5 本章小结

4 温度场计算的有限元理论

4．1 热传学基本理论

4．2 边界条件

4．3 温度场控制方程

4．4 稳态热分析

4．5 瞬态热分析特性

4．5．1 瞬态热分析控制方程

4．5．2 时间积分与时间步长预测

4．5．3 数值求解过程

4．6 本章小结

5 泡沫混凝土温度场有限元计算

5．2．1 有无泡沫混凝土温度场对比

5．2．2 不同干密度泡沫混凝土温度场模拟

5．2．3 不同厚度泡沫混凝土温度场模拟

5．2．4 不同初始施加温度泡沫混凝土温度场模拟

5．3 计算结果差异分析

5．4 泡沫混凝土热工性能与力学性能

5．5 本章小结

6 路基温度场有限元计算

6．1 引言

6．2 有无保温板路基温度场计算

6．2．1 基本假设

6．2．2 模型建立

6．2．3 材料参数

6．2．4 温度荷载施加

6．2．5 计算结果分析

6．3 路基保温分析

6．4 本章小结

7 结论与展望

7．1 结论

7．2 展望

参考文献

作者简历

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