石膏基复合材料轻质隔墙板制备及拼接缝受力仿真分析

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1、中图分类号：TU528.2论文编号：102870118-S134学科分类号：081402硕士学位论文石膏基复合材料轻质隔墙板制备及拼接缝受力仿真分析研究生姓名桂敬能学科、专业结构工程研究方向组合结构及其工程应用指导教师高培伟教授南京航空航天大学研究生院航空宇航学院二О一八年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAerospaceEngineeringPreparationandStressAnalysisonStitchingSeamofLightweightPartitionBoa

2、rdMadeofGypsum-basedCompositeMaterialsAThesisinStructuralEngineeringByGuiJingnengAdvisedbyProf.GaoPeiweiSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2018承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构

3、的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学全日制硕士学位论文摘要工业副产石膏是一种以二水硫酸钙为主要成分的固体废弃物，经煅烧处理后可变为具有良好胶凝性的半水硫酸钙，将其用于预制隔墙板的生产，符合建筑产业化的发展需求，可最大限度的实现资源化综合利用。石膏基隔墙板在实际工程应用中存在耐水性差、遇水易蠕变及强度下降幅度大等问题，且在使用过程中会因荷载或非荷载性因素在拼接缝处产生开裂。因此，本文开展石膏基复合材料

4、轻质隔墙板的制备及拼接缝开裂仿真分析研究，主要内容如下：（1）通过单掺和复掺方式确定适用于建筑脱硫石膏的防水剂的组分和掺量为：可再分散乳胶粉2.5%，有机硅粉末0.9%。通过单因素和正交试验，确定石膏基复合墙体材料优化配比并制备样板，经测试满足规范要求。（2）采用SEM和XRD等手段分析石膏基复合材料的水化产物及微观形貌，发现以二水石膏晶体为组成的第一支撑骨架为该材料提供前期强度，以钙矾石和C-S-H凝胶等为组成的第二支撑骨架则提供后期强度；防水剂可在晶体结构表面形成疏水膜，而矿物掺合料可密实晶体结构，提升该材料的耐水性；该材料水化时产生的固化和吸附作用可抑制泛碱。（3）观测石膏基复合材料

5、的体积稳定性，其变化规律为先膨胀后收缩，随着水泥掺量的减少或玻化微珠体积掺量的增加，其最大和稳定膨胀值都增加，掺入纤维后，其最大和稳定膨胀值都减小。（4）基于ABAQUS有限元计算软件，分析石膏基复合材料轻质隔墙板在竖向及横向拼接下，采用不同粘结砂浆及铺设纤维网格布对拼接缝在极限温湿度环境中最大应力值的影响，经计算发现铺设纤维网格布且采用聚合物粘结砂浆时拼接缝最大应力值比未铺设纤维网格布且采用水泥砂浆时的最大应力值分别降低89.64%~93.38%和70.30%~81.73%。关键词：工业副产石膏，防水，隔墙板，回归分析，拼接缝，开裂，有限元i石膏基复合材料轻质隔墙板制备及拼接缝受力仿真分

6、析ABSTRACTIndustrialby-productgypsumwasakindofsolidwastecontainingcalciumsulfatedihydrateasthemaincomponent.Aftercalcination,itcanbeconvertedintocalciumsulfatehemihydratewithgoodgellingpropertiesandusedfortheproductionofprefabricatedpartitionboards,whichwasinlinewiththedevelopmentneedsofbuildingind

7、ustrythatthecomprehensiveutilizationofresourcescanberealized.Gypsum-basedpartitionwallpanelsoftenhavepoorwaterresistance,pronetocreepinwater,thestrengthofthedeclineinlargeandotherissuesinpracticalengineeringappli