固废基三元胶凝系整体式复合墙板材料的合成与抗弯性能

摘要

采用矿渣微粉、粉煤灰、脱硫石膏组成固废基三元胶凝系，结合水泥、聚苯乙烯颗粒和发泡剂，通过正交试验设计复合材料的配比方案，制备装配式钢结构住宅整体式复合墙板材料。测试不同因素水平组合下材料的抗压强度、干体积密度、导热系数、吸水率等指标，以抗压强度和干体积密度为主要优化目标确定最佳配合比。基于优选配合比，分别采用钢筋和GFRP筋2种筋材制作开窗洞和未开窗洞墙板试件，进行抗弯性能测试试验，通过试件的开裂荷载、极限破坏荷载、混凝土荷载–应变曲线、板内筋材荷载–应变曲线及荷载–变形曲线等参数评估材料的抗弯性能。结果表明：优选的材料配合比为水胶比0.4、三元胶凝比1∶1∶3、替代水泥率50%、聚苯颗粒掺量35%（体积分数），此时墙板材料的力学、轻质和保温等综合性能良好，28 d抗压强度为11.12 MPa、干体积密度为973 kg/m³、导热系数为0.187 W/（m·K）、吸水率为10.06%；墙板材料的抗弯性能良好，钢筋墙板的开裂荷载和极限破坏荷载均高于GFRP筋墙板，且开洞会显著影响这两项荷载指标。

关键词

装配式钢结构 / 复合墙板 / 脱硫石膏 / 矿渣微粉 / 粉煤灰 / GFRP筋 / 钢筋 / 抗弯性能