[发明专利]低温环境下新型建筑材料的研究方法

权利要求书

1.一种低温环境下新型建筑材料的研究方法，其特征在于：具体如下：

    (1)试件制作：称取计算量的木屑或报纸于容器中，注入蒸馏水，使材料与水充分接触并排出气泡；待其吸水完全后再缓缓转移至模具中；送入低温冷冻室并调节合适的温度；冷冻48小时后即可取出试件；

(2)测定数据：按GB/T 50107-2010、GB/T 50081-2002等规定测定复合材料的抗压强度、抗折强度和压折比；

(3)具体研究过程为：

(3a)进行派克瑞特的力学性能测试； 

(3b)进行纤维改良方案：采用纤维改良方案，使用纤维更长的报纸替代木屑，测定其力学性能并分析数据； 

    (3c)凝胶改良方案：选取以下四种凝胶进行研究：羧甲基纤维素钠(CMC)、聚丙烯酰胺(PAM)、明胶、琼脂，分别使用磁力加热搅拌器在60~80℃下配置四种凝胶，溶解完全后冷却至室温，观察现象；将计算量的凝胶与报纸充分混合，在低温环境下凝结塑形，通过测试其力学强度，选择材料配比；配置了明胶和CMC的混合凝胶，并引进少量PAM(2%~5%)，从而使CMC在水中更好溶解；并推导出CMC占凝胶质量比(x∈[0,0.6])对报纸力学性能影响的拟合公式：

   f_cug=-0.028x²+0.2631x+0.811   R₁²=0.9491          (1)

  f_fg=-0.027x²+0.2756x+0.941  R₂²=0.9829             (2)

σ_cug/fg=-0.0044x³+0.0445x²-0.1325x+0.99   R₃²=0.932          (3)

在抗压和抗折强度最优值附近的区间范围之内进行了反复实验，得出凝胶的配比为明胶 (50%~60%) : CMC (38%~45%): PAM (2%~5%)；在该配比下的冰冻报纸试样中，抗压强度平均值达34~36MPa，满足一般的低温建筑的需求；同时，试样的抗折强度约为混凝土试样的1.8倍，韧性较高，能优化特殊环境下的建筑技术；

(3d)循环冻融实验：混凝土在低温循环冻融实验中强度大大降低，对比进行了低温循环冻融测试，冻融循环温度为-40℃~0℃；分别测定其抗压强度和抗折强度，与原试件进行数据比对，分别计算比值，发现派克瑞特和报纸在测试中强度变化不大，能循环使用，符合可持续发展的要求。