掺入石子、砂子、水泥的改性生土材料抗压试验研究

摘要

生土建筑作为一种传统的建筑形式，凭借其便于就地取材、施工简单、保温隔热性能优越、绿色环保等优点，在世界各地及我国广大农村地区仍广泛存在。但是其强度低、不耐水、稳定性差等缺点限制了生土房屋的发展。因此要将传统的建筑文化保留并传承下去，只有从根本上改善和提高传统生土材料的力学性能。在之前所做的大量改性研究中，忽略了建造生土建筑时原材料中含有石子这一现象，造成以素土为原料的试验结果与生土民居的实际受力性能存在一定差异，从这一出发点研究土体中允许存在的石子含量并对生土材料进行改性更具有实际意义。
　　本文以西安地区黄土作为原材料，以石子作为生土改性的基本掺合料，通过单掺石子正交试验模型，制作90个边长100mm的改性生土材料立方体试块；通过复掺砂子与石子、水泥与石子的单形格子配方试验模型，制作120个边长100mm的立方体试块。对试件进行轴心抗压试验，对比改性生土试件的破坏过程、破坏形态和荷载-位移曲线，分析了其抗压强度和变形能力。
　　单掺石子试验的结果表明，制作生土墙体时允许一定粒径、一定掺量的石子存在于生土材料中，宜控制石子粒径不大于墙体厚度的1/3；掺入石子能显著提高土体的变形能力，当石子粒径为20~30mm、掺量小于5％时，土体的抗压性能和变形能力最优，为石子改性生土材料及复掺试验中石子粒径选择提供参考。复掺试验的结果表明，砂子、石子复掺能提高土体的抗压强度和变形能力，但应控制掺入砂子、石子总量不应超过土体总质量的32%；水泥、石子复掺对抗压强度提高效果最显著，可达到素土的1.16~3.55倍，且复掺的效果明显优于单掺。当砂子、石子、生土所占比例分别为0.1、0.05、0.85时，水泥、石子、生土所占比例分别为0.144、0.078、0.778时，改性土体的综合性能最优。
　　最后，通过研究不同掺料、不同掺量对抗压强度的影响规律，得到了抗压强度与影响因素间的回归方程，为改性生土材料抗压强度的取值提供了依据，为实际工程中的应用提供了参考。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 选题背景

1.2 本文的研究目的及意义

1.3 国内外研究现状

1.4 本文的主要研究内容

第二章 单掺石子的改性生土材料抗压试验研究

2.1 引言

2.2试验目的

2.3 改性材料的选择及配比

2.4 试件的制作

2.5 试验加载方案及试验步骤

2.6 试验过程及现象

2.7 试验结果与分析

2.8 本章小结

第三章 基于配方设计的复掺改性生土材料抗压试验研究

3.1 引言

3.2 试验目的

3.3 改性材料的选择

3.4 试验设计

3.5 试件的制作

3.6 试验加载方案及试验步骤

3.7 试验过程及现象

3.8 试验结果分析

3.9 本章小结

第四章 改性生土材料抗压强度取值探讨

4.1 单掺石子的改性生土材料抗压强度取值探讨

4.2 砂子、石子复掺的改性生土材料抗压强度取值探讨

4.3 水泥、石子复掺的改性生土材料抗压强度取值探讨

4.4 影响改性生土材料试块抗压强度的因素

4.5 本章小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

硕士期间取得的研究成果

致谢