低溫環境下建筑材料的探討范文

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1凝膠改良方案

在60~80℃下配制四種凝膠溶液，冷卻至室溫。將計算量的凝膠與報紙充分混合，-20℃下凝結塑形，測試強度。表1顯示，CMC使材料抗壓和抗折強度分別增加了75%和65%，位列第一。實驗發現，明膠能與CMC形成良好的聚合物。我們制取了明膠和CMC的混合凝膠，引入少量PAM(2%~5%)，使CMC更好溶解。實驗繪制了圖1并推導了CMC占凝膠質量比(x∈[0，0.6])對材料力學強度影響的擬合公式。通過研究擬合公式，我們在強度最優值附近的區間范圍內反復實驗，得出最佳配比為明膠(50%~60%)：CMC(38%~45%)：PAM(2%~5%)。

2循環凍融實驗

根據文獻[1]描述，混凝土在-40℃~0℃低溫循環凍融10次后，其抗壓強度下降11.8%；抗折強度下降41.2%。本課題也對此進行測試。該實驗環境下派克瑞特的抗壓強度下降3.1%，抗折強度下降5.7%；而冰凍報紙的抗壓強度下降2.4%，抗折強度下降2.9%。復合材料在測試中強度變化不大，符合可持續發展的要求。

3分析與結論

(1)首次測出了復合材料的力學數據。

(2)研究發現：纖維重疊可以顯著增強材料強度，纖維間結合力影響了材料性能。CMC在水中電離后產生的羧基與纖維上的羥基發生化學水合作用增強了纖維間的結合力；而明膠能與纖維以離子鍵或共價鍵結合，使材料的力學強度得以提高。

(3)新型低溫建筑材料的最佳配比區間范圍是：明膠：(50%~60%)：CMC(38%~45%)：PAM(2%~5%)。抗壓強度平均值可達34.00~36.00MPa，已基本可以滿足一般的低溫建筑的需求。

(4)材料擁有強度高、韌性好、養護時間短、成本低廉、材料無污染等特點，該材料耐凍融循環的性能對低溫環境下工程設計有積極的作用，符合可持續發展的要求。

作者：李嘉暉單位：華東師大二附中