混凝土多孔砖施工（精选8篇）
混凝土多孔砖施工 篇1
混凝土多孔砖是以水泥为胶结材料, 以砂、石等为主要集料, 加水搅拌、成型、养护制成的一种有多排小孔的混凝土砖.主要规格尺寸为204mm×115mm×90mm, 并有适当的配砖。混凝土多孔砖外形特征类似烧结多孔砖, 而材料性能应归于普通混凝土小型空心砌块。用混凝土多孔砖具有生产能耗低、节土利废、施工方便和体轻、强度高、保温效果好、耐久、收缩变形小、外观规整等特点。它不毁坏农田。不用燃煤, 生产消耗能源不足烧结粘土砖的一半。符合国家经济节能发展战略;抗冻性能好, 尺寸规整, 有利于砌体平整度的控制, 施工适应性能强, 重量轻.砌筑方便.节约砂浆, 降低施工强度及地基荷载, 增加使用面积而不增加工程造价。但对产品质量和砌体、施工质量控制不当时, 也容易出现“裂”、“渗”、“热”、“冷”等问题。特别是开裂问题。
为了保护土地资源和生态环境, 推进建筑节能, 全国各地都在进行墙体材料的革命, 寻找替代粘土砖的新型墙体材料。其中最为广泛使用和推广的要属混凝土多孔砖, 它以其工艺简单、取材方便、性能卓越而倍受青睐。但由于施工技术不成熟也容易造成了外墙漏水、墙体开裂等众多问题, 笔者在安徽省歙县从事房地产开发过程中, 针对当地建筑施工的实际情况, 查阅相关资料, 就混凝土多孔砖施工技术要点进行了总结, 供读者参考。
1砖的规格
混凝土多孔砖以水泥为胶结材料, 以砂、石为主要集料, 加水搅拌成型, 养护制成的一种多排小孔的砖 (一般六孔、八孔最为常见) 。其强度可以根据要求定制, 一般MU10、MU15为常见。规格主要为240mm×115 mm×90mm, 空心率≥30%, 同时配有半砖 (120m×115mm×90m) 、七分砖 (180mm×115m×90mm) 、混凝土实心砖 (240mm×115mm×53mm、240mm×115mm×90mm) 。
2混凝土多孔砖及砌筑砂浆的要求
2.1混凝土多孔砖型号、强度等级必须符合设计要求, 进入现场的混凝土多孔砖养护龄期不得低于28天, 应有产品合格证和质量保证书, 施工前应抽样检验强度等级、干燥收缩率、相对含水率, 检验批应以同一生产厂家、同一品种、同一强度等级不超过3.5万块为一批, 不足3.5万块的按一批计, 合格后方可使用。
2.2±0.000以下的基础砌体应采用混凝土实心砖, 其强度等级不小于MU15, 砌筑砂浆采用等级不低于MIO的水泥砂浆, ±0.000以上的承重墙体采用凝土多孔砖砌筑时其强度不低于MU10, 砌筑用的混合砂浆等级不低于M7.5。
3施工技术要求
3.1混凝土多孔砖堆放要平整, 按规格和强度等级分别堆放, 并设标示牌, 堆放的高度一般不宜超过1.6米, 堆垛之间保持适当的距离。堆垛顶部应采取适当的遮雨 (雪) 措施。搬运装卸时, 严禁碰撞、扔摔或翻身倾卸, 垂直吊运应用带有网罩或围栅的吊盘。
3.2砌筑墙体时, 混凝土多孔砖成型时的底面朝上, 反砌于墙体上, 砌体应上下错缝、内外搭砌、宜采用一顺一丁或梅花丁的砌筑方式, 正常施工条件下, 每日的砌筑高度宜控制在1.5m或一步脚手架高度内, 雨天不超过1.2m, 承重墙体不得采用混凝土多孔砖与粘土砖或其他墙体材料混合砌筑。
3.3灰缝应横平竖直, 灰缝厚度宜为10mm厚, 但不应大于12mm或不小于8mm, 水平灰缝的饱满度不得低于90%, 竖直灰缝饱满度不得低于80%, 不得出现瞎缝、透缝、假缝, 灰缝应随砌随勾缝。砌筑砂浆未达到设计要求的70%时, 不得拆除梁底部的横板。
3.4除设置构造柱的部份外, 砌体转角处和纵横墙交接处应同时砌筑。对不能同时砌筑而又必须留置临时间断处应砌成斜槎, 斜槎水平投影长度不应小于高度的2/3, 砌体接槎时, 必须将接槎的表面清理干净, 并应填充砂浆, 保持灰缝平直。
3.5混凝土多孔砖墙体砌筑时应采用双排脚手架, 内部宜采用移动式脚手架, 严禁在墙体上设脚手眼。需要留施工洞的部位应设拉结筋, 洞侧边距交接墙应大于等于500mm, 洞口顶部应设置过梁, 在补砌施工洞时, 应用混凝土多孔砖填充密实, 使用的砂浆应提高一个等级。
3.6门窗两侧一砖范围内可采用同等级、同规格的混凝土实心砖或混凝土多孔砖砌筑。当采用混凝土多孔砖时, 砖孔洞面朝上 (正砌) 用砂浆将孔洞填满灌实。外窗台应采用现浇或预制窗台板。楼层砌体最上一皮多孔砖应整砖丁砌, 顶部必须刮浆, 并用砂浆灌满上部砖的所有灰缝和孔洞, 也可采用混凝土实心砖整砖丁砌。
3.7墙体中的竖向暗管宜预埋, 无法预埋需留槽时, 预留槽的深度及宽度不宜大于95 mm×95mm, 管道安装后, 应采用强度等级不低于C20的细石混凝土或强度等级为M10的水泥砂浆填实。当槽的尺寸必须大于95mm×95mm时, 应对墙体削弱部分预以补强, 并将槽的两侧的墙内预留接结筋。
3.8墙面上不应留 (凿) 水平槽、斜槽, 墙体中不应设水平穿行的暗管或预留水平槽, 无法避免时宜将暗管居中埋于现浇混凝土水平构件中。
3.9当室外平均气温连续天低于5℃或当日最低气温低于-3℃时, 砌体工程应采取冬期施工措施, 如:给材料覆盖保温、防冻;砌筑砂浆掺拌抗冻剂;采用早强水泥等。
3.10夏季施工应加强对已砌墙体的养护, 多浇水以保持墙体基本潮湿, 从而保证沙浆的强度。
3.11加强对已砌墙体的质量验收, 重点是外墙要全数检查, 有条件时可通过墙体洒水检查是否漏水, 或在大雨、连续下雨之后对墙体进行检查, 防止由于砌筑时灰缝不实产生的渗漏现象。
3.12对已经检查合格的墙体的粉刷要有专项措施, 对发现砌筑存在渗漏的墙体应采用掺防水剂的砂浆粉刷, 墙体第一遍粉刷糙底完成后要进行验收, 有条件时可再通过淋水检查是否渗漏水现象。
随着混凝土多孔砖施工技术的日渐成熟, 只要认真按照规程操作, 规范验收, 就能减少诸如渗水、裂缝等质量问题, 使混凝土多孔砖完全替代粘土砖, 只要建设、设计、施工等各方思想上重视加强节约土地资源的意识, 认识到节约土地资源, 是造福子孙后代大事, 就能在实际施工过程中, 结合当地实际做好混凝土多孔砖的施工。
参考文献
[1]王海华.多孔砖砌体裂缝的防治.[J].山西建筑.2009-03-01.
[2]刘荣杰, 蔡焕琴.混凝土多孔砖标准解读[J].河北建筑工程学院学报.2006-09-30.
[3]谢斌.怎样正确使用混凝土多孔砖[J].安徽建筑.2006-05-20.
混凝土多孔砖施工 篇2
摘要：本文针对页岩模数多孔砖的特点，就页岩模数多孔砖的施工技术问题进行阐述，并对目前页岩模数多孔砖施工中的具体问题提出了初步的解决方法。
关键词：模数砖
饱满度
施工技术
砌体结构在我国广为应用。随着节能、节土、利废、环保及改善建筑功能的墙改工作的深入开展，砖混结构中普通烧结砖将逐渐为多孔砖，特别是页岩模数多孔砖和其他新型墙材所替代。尽管页岩模数多孔砖（JYM砖）在以往已有所应用，但应用面比普通多孔砖（KM1、KP1）少，这方面的施工经验尚不丰富。为适应页岩模数多孔砖逐步推广应用的需要，本文就如何提高页岩模数多孔砖的砌筑施工质量的问题谈一些意见，供实际施工中参考。
1.页岩模数多孔砖的湿润及装卸要求
1.1 页岩模数多孔砖（JYM砖）含水率的控制
与普通烧结砖一样.JYM砖砌筑时含水率的大小,直接影响到砖与砂浆间的粘结力,即JYM砖砌体的抗剪强度.对JYM砖的试验表明,当砖的含水率为10%和接近饱和含水约20%左右时,砌体抗剪强度比含水率为零的干砖砌体分别高出64%和85%.这与普通烧结砖的实验结果是一致的,为此在JG/TOO4-2002中,对模数多孔砖砌筑时的含水率规定也和普通烧结砖相同,即控制在10%-15%范围内为宜。
需要指出的是,JYM砖由于是有多个小方孔,浇水时孔洞内流入水,有利于砖的吸水,但另一方面,由于孔洞的存在(孔洞率主砖为35%，配砖为30%),而多孔砖又是以毛面积来确定强度等级,因此在相同强度等级情况下，JYM砖的密度必然大于普通烧结砖，从这一点看，对JYM砖的吸水又不利。故在JYM砖浇水湿润问题上，不要误以为JYM砖存在孔洞而可以缩短浇水时间或者马虎从事。同时在常温条件下，JYM砖应提前1-2天浇水湿润，否则难以达到适宜含水率的要求。具体的现场检验简易方法：采用断砖法，当砖的截面四周融水深度15～20mm时视为符合要求的适宜含水率。
1.2 JYM砖的运输及装卸
JYM砖因带有孔洞，表面形成许多薄壁部位。这些都是较易破损的薄弱环节，为此，1 在运输装卸过程中应加以注意，特别要禁止随便抛掷或采用翻斗车倾卸等现象。为此JYM砖应安设计要求供应主配砖到现场后，主配砖应分别装运，分别堆放在坚实的场地上，并做好排水措施，以防雨天地塌陷而砖堆倾倒，以减少砖的破碎保证砖砌体的质量。
对于破碎的砖，建议可视破坏程度选用，除破坏严重无法使用外，仍可以采用，对于破损而形成的两块半砖可按拼接使用于丁砌，以免影响墙面的美观及墙体质量，但需分散使用，不可集中砌于某一部位。
2.灰缝砂浆饱满度
2.1 砂浆稠度要求
砌筑JYM砖的砂浆其稠度大小主要应考虑砌筑操作方法，同时，又要避免砂浆过多落入孔洞里而造成浪费。现行国家标准《砖石工程施工及验收规范》正是出于减少砂浆过多落入孔洞内这一考虑，对JYM砖稠度控制在60～80mm左右。
实际施工时，砂浆的稠度尚应根据砖的含水率情况加以确定。前已提到，JYM砖的含水率要求控制在10～15%范围内，当JYM砖的含水率为上限（即15%）时，砂浆稠度应取下限即60mm左右，反之，当JYM砖的含水率为下限（即10%），砂浆稠度则取上限（即80mm左右），这样保证确保砂浆具有良好的和易性，既便于施工操作，又有利于砌体质量的提高。
2.2 砂浆饱和度问题 2.2.1 水平灰缝砂浆饱满度
所谓砌体的水平缝砂浆饱满度，顾名思义就是砖（或其他块体）与水平砂浆层的接触面积，占砖（或其他块体）水平面积的百分比。由此可看出饱满度的大小将直接影响砌体的强度，特别是抗剪强度，JYM砖与砂浆层的接触。除孔洞部位与砂浆接触外，在孔洞处还存在着因砂浆进入孔洞而形成的销键。因此砌筑JYM模数砖时，建议宜采用铺浆法，顶头缝刮灰挤浆不满时补浆压实、压平，并作成凹缝，凹进墙面约3mm，以免过大会降低砌体的强度。
同时考虑到模数多孔砖砂浆进入孔洞的销键作用，尽管不是每个孔洞都有砂浆进入，但总的销键作用大于孔洞部位减少砂浆面积的影响。为此对于向JYM砖砌筑时，在检查水平灰缝砂浆饱满度时，建议将孔洞处均作为砂浆饱满度对待以简化检测工作。
2.2.2 竖向灰缝砂浆饱满度
JYM砖有主砖与配砖之分，主砖规格为190×240×90，配砖有140×240×90、90×240×90。众所周知，普通砖砌体的竖缝砂浆系由两方面形成，一方面是砌砖时通过砖的推挤，将已推铺的砂浆挤入竖缝，另一方面则是在排铺砖面上砂浆层时，通过瓦工用瓦刀左右刮动而落入竖缝内一些砂浆。但通过实践表明，对于高度为90mm的JYM砖来说，依靠上述方法来保证竖缝砂浆的饱满度是不可能的。为此，砌筑时必须采用打顶头灰挤压或加浆填缝的方法来保证竖缝的饱满，以满足规范规定的“不得出现透明缝”的要求。
实际施工时，加浆填缝比较费事，故一般以采用打顶头灰的方法为宜。为了使砂浆与砖得顶面能较好的粘结，必须使砂浆具有良好的和易性，避免打好的顶头灰在砌筑过程中 2 脱落。
3.JYM砖施工中几个问题
3.1 圈梁下面一层JYM砖孔洞的封堵及侧壁跑浆
JYM砖由于存在孔洞，为了避免浇注圈梁混凝土时水泥浆或石子落入孔中造成蜂窝浇筑不实，支模前应在墙面作顶面抹一层10mm左右的砌筑砂浆及并在对已验收好的圈梁侧模内壁用混凝土同配比的水泥浆做成15mm高斜三角闭缝。
3.2 砌筑时宜拉反手线
由于JYM砖的应用刚刚起步，砖的尺寸偏差较大，为了使墙两面都有较好的平整度，砌筑时可采取拉反手线的方法，这样瓦工在砌筑时正手墙可用肉眼来控制，达到正反手墙面都能兼顾达到效果，这样做对于下一道抹灰工序也是有利的。
3.3 管线槽问题
目前，暗设管线口益普通，墙面留槽的问题是一个特出的问题。但JYM砖墙只可预留竖槽，但不得临时凿槽。竖槽的深度和宽度均不宜大于95mm，管槽施工后以C10的细石混凝土或M10的水泥砂浆填塞，竖槽的深度和宽度大于95mm时，应对墙身削弱部位补强，并在槽两侧墙内预留钢筋相互拉结。不允许留水平槽和斜槽，经结构验算认可的除外，水平暗管也可居中埋于局部现浇的混凝土水平构件中，当暗管直径较大时，混凝土构件宜配筋。
3.4 砌筑预留洞及其他问题
对JYM砖，圈梁和构造柱支模时，安装横担、螺栓、钢筋套等部位的孔洞，应在砌筑时留置，并采取加强措施，不得在JYM砖墙体上打凿安装洞，孔洞待模拆除后及时填实。但对设计要求的洞口、管道、沟槽和预埋件等，应于砌筑时正确留出或预埋宽度超出30cm的洞口。应设置过梁，严禁在砌后的墙体上剔槽。
3.5 瓦工的砌筑技术问题
由于JYM砖推广尚属起步阶段，砖的规格尺寸偏差相对于普通砖也大些，而目前从事砌筑的多为技术不熟练的工人，因此一方面须对初次施工上岗前作专业培训，特别是关于JYM砖砌筑的特点和特别注意的问题。另一方面要在实际施工中进行锻炼提高，并加强检查，避免造成返工浪费。
4.结束语
混凝土多孔砖施工 篇3
人们一般都认为新型墙体材料比粘土实心砖价格偏高, 但从总体上来对比, 从经济分析的角度进行对比, 新型墙材由于减轻了房屋重量而降低了基础造价, 由于减少了墙体厚度扩大了使用面积, 节约了工时、材料、提高了功效, 降低了成本, 把这些因素加在一起, 再考虑到税收等方面的优惠政策, 采用新型墙体材料比传统材料不但不寅, 还会便宜。为此, 南阳市政府曾于2005年就淘汰高耗能墙材, 支持低耗能墙材发布文件要求。2006年1月1日起, 全市范围内, 特别是市中心城市区全部禁用实心粘土烧结砖, 全部采用政府推荐使用的新型墙材。而在实践中, 我市建筑工程所采用的新型墙材大多为混凝土多孔砖。至目前我市建筑市场采用新型墙材, 已有一年多时间了, 实践中也出现了不少问题, 同时也积累了不少经验, 下面以凝土多孔砖位列, 就新型墙材在我市建筑工程施工中常见质量问题及处理方法作以下讨论。
1混凝土多孔砖施工工艺
1.1按照《混凝土多孔砖建筑技术规程》 (DBJ41/T063-2005)
1.1.1混凝土多孔砖应按现行国家行业标准《混凝土多孔砖》 (JC943) 规定生产, 蒸汽养护龄期不少于28天。
1.1.2砖面含水率是否太高, 如果混凝土多孔砖太湿应在干燥处放置几天。待稍干后再上墙。
1.1.3砌墙时严禁临水“阴砖”。
1.1.4砌筑时要盲孔朝上, 采取一顺一丁或梅花丁的砌筑形成。
1.1.5砌砖砌筑砂浆与普通砌筑砂浆有较大不同。砌体的水平及垂直灰麓砂浆应填满, 饱满度必须大于80%, 砂浆强度特别是顶层砂浆强度应比常规强度提高一级。砌筑砂浆和易性要好, 砂浆一定要“稠”, 用水量要大大少于普通砌筑砂浆, 因为混凝土多孔砖不吸水, 如果采用普通黏土砖的砂浆会有大量的水沁出, 大大降低砂浆的强度, 导致混凝土多孔砖砌不牢。
1.2混凝土多孔砖砌筑成的墙体较易开裂, 应采取有效措施混凝土多孔砖因为以水泥作胶结材料, 水泥与水化反应后, 水泥石中多数的水会放出导致水泥石收缩
这就是水泥混凝土材料的干燥收缩问题。混凝土多孔砖的干燥收缩容易引起砖与砖之间砌筑砂浆受力破坏, 从而墙体出现裂纹。混凝土多孔砖随外界温度的变化热胀冷缩比黏土烧结砖更敏感, 尺寸更大, 所以混凝土多孔砖比黏土烧结砖在应用中更易开裂, 根据国内用混凝土多孔砖建造房屋的成功经验, 应采取以下有效措施防止墙面出现开裂:
必需限制混凝土砖上墙时的含水率。当土墙时混凝土砖含水率过高, 则上墙后在使用过程中因失水干缩而导致墙面开裂, 为此混凝土多孔砖在生产厂必须充分养护, 并使其含水率与空气小数度达到平衡后方能出厂。
1.3在设计与构造上采取若干必要措施
1.3.1墙体每间隔5M设置横行柱代替芯柱。
1.3.2在墙体灰缝内配置水平钢丝网。水平钢丝网由二根以上的纵向连接筋, 每隔一定距离焊以横向短筋, 水平钢丝网的放置和垂直间距应遵照有关规定。
1.3.3在窗台下增加拉结筋或设置一道圈粱, 以防止窗台下的混凝土多孔砖墙体出现“八”字形裂缝。
1.3.4采用钢筋混凝土现浇楼梯, 而不采用钢筋混凝土预制悬挑楼梯。
1.3.5东西两端开间的墙体与各楼层的地面连接处应采用钢筋拉结筋, 间距为500MM。
1.3.6墙体纵向设置收缩缝。
1.3.7混凝土砖墙与混凝土砖墙、混凝土砖墙与柱、混凝土砖墙与楼板的连接应遵循一定的规定。
各类新型墙材生产企业要自觉接受新型墙材主管部门的监督管理, 要明确准标准, 要符合环保要求, 要实行备案制度。新建的新型墙材生产项目, 经审查符合国家产业政策的由发晨改革部门予以备案。
2裂缝产生原因及防治
2.1墙体产生裂缝的原因主要有以下几个方面
2.1.1自身收缩产生的裂缝
这种裂缝比较规则, 大都出现柱边和粱底。造成收缩裂缝的原因有两点:一是, 砌筑时的砂浆具有流动性, 在重力作用下, 墙体会不断沉实引起收缩;二是, 墙体的砌筑砂浆凝结硬化时会产生收缩, 这种收缩时间较长, 需砌筑完一个月左右才基本收缩完成。
2.1.2温度变化产生的裂缝
这主要是因填充墙和钢筋混凝土的线膨胀系数不同、温度变化时两种材料的收缩量不一样而造成的两种材料结合处产生裂缝。这种裂缝比较规则, 难以根治, 只能通过治理控制其宽度, 使这成为无害裂缝。
2.1.3砌体材料干、湿不稳定性产生的裂缝
有不少填充墙的砌体材料存在着湿胀、干缩的现象.这就会造成粉刷后的墙面出现不规则裂缝。产生这种裂缝的原因是墙体粉刷前充分浇水湿润, 使墙体含水率较高, 体积略有膨胀.粉刷结束后墙体内的水分逐渐往外排析, 随着水分的不断捧析与蒸发, 墙体逐渐干燥和收缩, 当收缩量达到一定程度后, 就会将墙面的粉刷层拉裂。
2.1.4地基不均匀沉降引起的裂缝
导致其产生的原因:一是, 地基土不均匀、载荷能力有差别;二是, 地基下有没查明的空穴或较大的石头;三是, 房屋建在古河流改道边缘, 以及人工处理没达到要求, 上部设计荷载相关悬殊而基础又处理不当等。
2.2防治措施
2.2.1墙体材料的选择:
应优先选用与框架结构混凝土的线膨胀系数相一致、吸水率较小、材料强度较高的砌块或砖作填充墙的砌体材料 (如粘土空心砖、陶粒混凝土空心砌块、加气混凝土砌块等) 。
2.2.2构造措施:
1) 应严格按规范的要求设置拉结筋。
2) 外墙宜设通长现浇窗台板, 内墙设通长过粱板, 板厚宜为60-100MM, 内配6-l0mm通长钢筋, 并与框架柱之间拉结起来, 用C20混凝土浇捣。这样既能防止窗角开裂, 又能把窗下墙封闭起来形成墙粱, 且不仅增强了填充墙的抗震性能, 增强了建筑物的整体刚度, 对协调不均匀沉降也有一定的帮助作用。
3) 门窗洞口边的小尺寸填充墙体是最容易出现裂缝的地防, 一旦出现裂缝修补难度很大, 因此应重点设防:一是, 增加墙体拉结筋道数, 即拉结筋的距离应在300-400mm为宜, 且拉结筋应露出洞口并弯下, 将填充墙扣紧;二是, 在洞口边竖向布置2Φ6-8mm的钢筋, 并与拉结筋焊接在一起, 用1:2:5水泥砂浆粉刷洞口边, 将填充墙箍起来, 这样就能防止裂缝的出现。
4) 对于使用收缩性大, 干湿稳定性较差的材料砌筑的填充墙, 应设置钢筋混凝土构造柱和板带, 将面积较大的填充墙分割成一块块小的填充墙。就这样做的目的是将缝分散开来, 使裂缝宽度变小, 笑道无害程度 (即肉眼不宜看见) 。构造柱和板带的间距宜控制在1.5-2.5m之间, 内配Φ8-12mm的纵向钢筋, 用C20混凝土浇捣。
5) 防止温度变化生产裂缝的措施是在填充墙与粱、柱的接合处钉钢丝网或贴麻片, 其宽度不宜小于150mm。
3施工措施
3.1填充墙砌筑砂浆的强度不应低于M5, 墙与钢筋混凝土柱或墙的接合处应保持10mm宽的灰缝, 并嵌填密实。顶部应待墙体砌筑五天后进行。
3.2填充墙砌筑一个月后因自身收缩会产生裂缝可在裂缝处凿10mm竟、l0-15mm深的槽口, 浇水湿润后用水泥砂浆进行2次嵌缝, 并像面砖嵌缝那样把麓口压实。这样做不但能消除墙体收缩产生的裂缝, 而且当外墙裂麓出现后对提高墙体防水性能有一定补偿作用。
3.3应严格控制粉尉时间———只有待填充墙翻筑一个月后才能粉刷, 以免因墙体收缩而引起粉刷层开裂。工程实践证明采用上述措施以后, 肉眼可见裂缝已基本得到消除, 因裂缝引起的墙体渗水也未发现。
3.4重视地基处理。减少地基不均匀沉降是防止墙体裂缝的重要措施.特别是软弱地基、浸陷性黄土地基和季节性冻土, 除采取相应措施外, 还应注意防止因开挖而引起的邻近建筑物地基下沉。
摘要：大力发展节能、节地、利废的保温隔热新型墙体材料, 逐步替代实心粘土砖, 不仅能改善建筑功能, 提高住房建设质量和花工效率满足住宅产业现代化的需要, 逐步达到节约能源、保护土地, 有效利用资源、综合治理环境污染的目的。
多孔砖砌筑施工浅析 篇4
1 推广和应用多孔砖可提升建筑施工的经济性
普通粘土砖是建筑工程中应用广、数量大的墙体材料。但粘土砖制砖毁地、耗能, 且用普通粘土砖砌筑的房屋存在着自重大, 隔热性能差的缺点。以普通的民用房屋为例, 墙体自重占房屋总重量的40%~65%, 由于自重大, 就会加大基础, 增加工程造价, 是很不经济的。
多孔砖的墙体具有自重轻、隔热保温性能好等优点。多孔砖的密度比普通粘土砖低30%左右, 由于砖本身有很多孔洞, 因而减少了砖的导热性, 190mm厚的多孔砖墙的保温性能, 相当于240mm厚的普通粘土砖墙, 多孔砖墙的厚度减落了1/5, 约等于增加建筑面积2%~3%, 节约制砖用土20%, 多孔砖比普通粘土砖厚, 就相应地减少了灰缝的数量, 从而可提高砌筑效率30%, 节约砂浆20%~30%。同时, 增强了砖的抗折强度, 弥补了孔洞率对于砖的强度影响。多孔砖的强度能够满足房屋墙体结构受力要求。
因此, 推广和应用多孔砖, 在一定范围内将普通粘土砖改为多孔砖砌筑墙体, 具有很高的经济性。对于节能、节土, 改善建筑功能是非常有意义的,
2 多孔砖砖砌体施工技术要求
2.1 施工准备:
(1) 砖:在常温状态下, 多孔砖应提前1至2d浇水湿润, 砌筑时砖的含水率宜控制在在10%-15%;冬期施工应清除表面冰霜。 (2) 多孔砖在运输、装卸过程中, 严禁倾倒和抛掷。经验收的砖, 应分类堆放整齐, 堆置高度不宜超过2m。 (3) 皮数杆:用40mm×50mm木料制作皮数杆上注明门窗洞口、木砖、拉结筋、圈梁、过梁的尺寸标高。特别注意在窗的上角应是七分砖。皮数杆间距15m, 一般距墙皮或墙角50mm, 转角处均应设立。皮数杆应垂直、牢固、标高一致。
2.2 操作工艺根据设计图纸各部位尺寸, 排砖撂底。
排砖撂底是砌筑的第一步, 根据门窗洞口等尺寸, 先排好砖, 然后再进行砌筑施工, 使组砌方法合理, 便于操作。砌筑前, 应先把楼面清扫干净, 洒水湿润。基础应采用实心砖砌筑。根据最下面第一皮砖的标高, 拉通线检查, 若水平灰缝厚度超过20mm, 用细石混凝土找平, 不得用砂浆找平。
2.2.1 拌制砂浆砂浆配合比应用重量比, 计量精度为;
水泥±2%, 砂及掺合料±5%。比例为水泥:砂:增稠粉=1:6.5:0.007。砌筑砂浆应采用机械搅拌, 投料顺序为砂→水泥→掺合料→水, 搅拌时间自投料完算起不少于3min。砂浆应随拌随用, 水泥或水泥混合砂浆一般在拌合后2-4h内用完, 严禁用过夜砂浆。
2.2.2 砌多孔砖墙体砌筑先从转角或定位
处开始砌筑, 内外墙同时进行, 纵横墙交错搭接砌筑。多孔砖的孔洞应垂直于受压面砌筑, 能提高砌体的抗剪强度和砌体的整体性。
每层的轴线位置由经纬仪进行定位, 砌筑墙面的垂直度由线锤控制, 平整度由两个转角之间的控制线控制。为确保质量, 每道墙两面均设置控制线进行控制。组砌时, 宜采用一顺一顶或梅花丁砌筑形式。砌筑方法采用"三一"砌砖法上下错缝, 交接处咬槎搭砌, 严禁使用掉角严重的多孔砖。水平灰缝采用坐浆法, 按规范要求厚度为8-12mm。因此可以根据门窗口的高度, 调整各水平灰缝的大小, 并严格控制在规范范围内。竖向灰缝宽度宜为8-12mm, 应在砖侧面打浆, 才能保证砂浆饱满度要求在90%以上, 平直通顺, 立缝上部用砂浆填实填满, 严禁出现瞎缝和亮缝, 随砌随用小工具将缝中多余的砂浆清除。
多孔砖墙按图纸设置构造柱, 在构造柱处应留置马牙槎, 即三进三退, 各种预留洞, 预埋件等应按设计要求设置, 避免砌筑后剔凿。对电线盒预留洞口, 应由电工先定好管线位置和高度, 瓦工在砌筑时用切割机切出槽口, 线管安放后及时C15细石混凝土填满灌实并和墙面抹平。为保证工程质量, 我们采用了掺微膨胀剂能有效减少封堵线管槽产生的裂缝。墙体严禁穿行水平暗管和预留水平沟槽。无法避免时, 将暗管居中埋于局部现浇的混凝土水平构件中。如需要穿墙时 (如水管等) , 在预留位置采用预制好带套管的混凝土块代替多孔砖工。混凝土块预先在现场制作, 大小和多孔砖相同, 强度为C15以上, 以确保工程质量。
因为要安装防盗门和塑钢窗, 所以多孔砖墙门窗框两侧应预埋混凝土块, 每侧至少3块, 窗框视大小而定, 超过1.8m的埋4块。混凝土块和上述作法相同, 随砖一起砌筑, 不允许事后剔凿放置, 有效保证了安装防盗门和塑钢窗的牢固性以及墙体的整体稳定性。
转角及两墙交接处同时砌筑, 不得留直槎对不能同时砌筑而又必须留置的临时间断处, 应砌成斜槎, 斜槎高不大于1.2m。接槎时, 必须将接槎处的表面清理干净, 浇水湿润并填实砂浆, 保持灰缝平直。每天砌筑的高度不超过1.8m。在内外墙接槎处及外墙转角处及构造柱处设置拉结钢筋, 沿墙体高度每500mm设置2根Φ6的钢筋, 钢筋伸入每侧墙体1000mm。
3 多孔砖砌体施工中的几个常见问题与控制
3.1 圈梁下面一层多孔砖孔洞的封堵
多孔砖由于存在孔洞, 为避免浇注圈梁混凝土时, 水泥浆流入孔洞造成蜂窝缺陷, 故必须对圈梁下面一层多孔砖事先用砌筑墙体的砂浆堵摸。当墙体不足以砌一层多孔砖时, 可改砌普通砖, 防止圈梁混凝土漏浆。
3.2 砌筑时宜拉反手线
鉴于多孔砖的应用在许多地方刚刚起步, 砖的尺寸偏差较大, 为使墙体两面都有较好的平整度, 砌筑时可采取拉反手线的方法, 这样瓦工在砌筑时, 正手墙可用肉眼控制, 而反手墙则以拉线来控制, 达到正、反手墙面都能照顾到的效果。这样做, 对下一道抹灰工序也是有利的。
3.3 管线凿槽问题
目前, 暗设管线日益普遍, 墙面凿槽埋设管线的问题是一个突出的问题。多孔砖由于有孔洞存在, 控制凿槽尺寸的难度比普通砖大。水平管线应考虑通过楼板孔洞或在混凝土圈梁内留管来解决, 垂直管线则仍然只能进行打凿。为保证墙体的强度不被削弱, 一方面应尽量控制好凿槽的尺寸, 另一方面应做好事后的修补工作。对于一般较小的凿槽, 可采用1:3水泥砂浆进行修补, 而对于管线集中布置的较大凿槽, 则应该采用细石混凝土浇灌密实。
需要提到的是, 目前开凿砖墙槽孔有小型电动工具, 但仍有必要作进一步改进, 以适应施工的需要。
.4施工者的砌筑技术问题
由于多孔砖在许多地区尚属起步阶段, 砖的规格尺寸偏差相对普通砖也大些, 目前从事砌筑的多为技术不熟练的工人, 因而必然有一个锻炼培养过程。在工程实际施工中, 一些多孔砖房屋的砌筑, 常会出现随着楼层的增加, 砌体质量逐渐有所提高, 但随着楼层的增加, 以上质量缺陷有所改善。
以上情况说明, 施工者的技术问题应引起足够的重视。因此, 有必要对施工人员进行必要的培训, 特别是关于多孔砖砌筑的特点和特别注意的问题;同时, 要在实际施工中进行锻炼提高。对于未砌筑过多孔砖的施工者, 应在较熟练掌握施工技术的施工者指导下操作, 并加强检查, 避免造成返工浪费。
参考文献
[1]廖益林, 杨红通, 石雄元, 张冰理.多孔砖的砌筑工艺要点和质量控制措施.建筑工人200508-15.期刊.
工业废渣混凝土多孔砖的试制 篇5
城市化进程的飞速建设使得建筑废渣快速增长,工业文明的发展不但带来工业废渣排放量空前增加,同时造成能源、资源和环境的矛盾日益突出。如何改变“垃圾包围城市”的社会与生态困扰,实现发展循环经济建设的战略是当前一个迫切需要解决的问题。
将废弃物进行再生加工后在建筑材料生产中予以综合利用,积极推广应用工业废渣生产新型墙材,做到变废为宝,化害为利,真正实现城市垃圾的资源化、无害化处理,使墙体材料发展进入良性的自我循环机制。
2 原料技术要求
2.1 水泥
水泥既是胶结料,也是粉煤灰和炉渣的活性激化剂。水泥是碱性的,其碱性可以腐蚀粉煤灰的玻璃体,使其表面变粗糙,易于和其他活性激发剂反应,从而提高其活性。在通用的6大品种水泥中,以硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥为最好,这两种水泥中熟料含量高,因本工艺大量掺用炉渣和粉煤灰,熟料含量高的水泥有利于提高混凝土多孔砖强度,并有利于激发粉煤灰和炉渣的活性。尽量避免使用粉煤灰水泥、矿渣水泥、复合水泥等掺合料较多的水泥品种。
2.2 砂
废渣混凝土多孔砖在生产承重型产品时,要使用少量砂子,砂子的含泥量(即粒径小于0.08 mm的尘屑、淤泥和粘土的总含量)及泥块含量(即原颗粒大于1.25 mm经水洗、手压后可破碎成小于0.63 mm的颗粒)应<3%,其中泥块含量<0.5%。
2.3 粉煤灰
其技术要求符合GB1596-91的规定,对含水率不规定,45μm筛筛余不大于60%。粉煤灰、炉渣要严格控制含碳量,粉煤灰中的炭质吸水量大,不但使混凝土多孔砖抗冻性下降,还会影响废渣的活性激发。粉煤灰的粒度要有级配,30μm以上细灰至少要有10%。
2.4 炉渣
炉渣物理特征是多孔性颗粒。化学成分为SiO244%～48%、CaO 1.8%～2.5%、SiO21.3%～1.5%、Al2O32%～12.5%、MgO 1.1%～1.57%,烧失量≤15%。
2.5 磷石膏
磷石膏是磷肥工业的固体废弃物,湿法磷酸生产工艺通过硫酸分解磷矿粉生成萃取料浆,然后过滤洗涤制得磷酸,过滤洗涤中同时产生磷石膏废物。磷石膏呈粉末状,颗粒直径5μm～150μm,化学成分与天然二水石膏相似,以CaSO4·2H2O为主,含量一般达70%左右。次要组分随矿石来源不同而异,一般含有岩石组分、钙、镁的磷酸盐、碳酸盐及硅酸盐。相对密度为2.22～2.37,容重为0.733 g/cm3～0.88 g/cm3。可以取代天然石膏或熟石膏,配合电石渣,会共同激发粉煤灰或炉渣的活性。
2.6 电石渣
电石渣是用电石(CaC2)制取乙炔时产生的废渣,成分和性质与消石灰相似,化学组成见表3,Ca(OH)2含量通常达60%～80%,可取代石灰用作粉煤灰及炉渣的活化剂,有利于降低成本。电石渣的含水率很高,需经沉淀浓缩才能利用。
2.7 废砖粉
废砖粉可以作为粉煤灰活化的晶种,诱导粉煤灰活性激发。废砖粉可以选用粘土砖窑出窑时产生的废砖粉,也可以用废砖头经粉磨而成,粉磨细度100～200目。
3 工艺技术原理
3.1 工业废渣活性
废渣混凝土多孔砖的技术核心是利用和提高粉煤灰、炉渣的活性。两者都是以SiO2和Al2O3为主要成分的硅铝质材料,二者的活性成分总的来说是一致的,可以用相同的方法来利用和提高活性。凡能在常温和有水条件下与Ca(OH)2发生化学反应的硅铝质材料一般均称为火山灰材料。粉煤灰和炉渣具有的这种参与化学反应的能力,称为火山灰反应性,简称为活性。
3.2 活性原理
粉煤灰和炉渣的主要活性反应,是与水泥熟料水化生成的Ca(OH)2发生反应生成硅酸钙结晶(x CaO·SiO2·n H2O),反应过程如下:
除上述反应外,粉煤灰和炉渣还与其他水化产物进行一系列复杂的二次反应,生成水化硅酸钙和水化铝酸钙结晶。其反应过程如下:
上述反应的水化产物与水泥熟料的水化产物基本相同,因此,粉煤灰和炉渣的水化性能和水泥是一致的,故粉煤灰和炉渣在活性充分发挥的条件下,可起到水泥相同的胶凝作用。
3.3 工业废渣水化反应影响因素
反应温度:温度越高,反应进行越快,反应程度越充分,反应生成物也越多。
表面形态:废渣颗粒表面越粗糙、越疏松,其他成分就越容易进入废渣内部,与其发生反应。
比表面积:比表面积越大,粉煤灰和炉渣与其他成分接触面就越大,反应就越彻底,生成的水化产物也就越多。
碱性环境:碱可以腐蚀废渣颗粒表面,使其表面变得粗糙和疏松,促进废渣和其他成分的反应。
3.4 工艺设计
工业废渣混凝土多孔砖生产工艺中,下列措施都是围绕上面四个因素展开的。
3.4.1 提高物料反应温度
(1)湿热养护。混凝土多孔砖成型后采用蒸汽加热养护或太阳能加热养护,使制品在湿热养护环境里加快水化反应速度,提高工业废渣的活化反应速度。(2)利用生石灰的水化热。因生石灰水化时放出大量热量,有利于提高拌合物温度,改善反应的热环境。(3)使用热水。在配料时使用热水,提高物料的初始温度,缩短废渣的激活时间。
3.4.2 增加比表面积
(1)轮碾粉碎和磨细。为增加废渣颗粒表面积,对部分粉煤灰磨细,即物理活化措施。(2)选用细粉煤灰。在配料时选用少量细粉煤灰,特别是80μm以下细颗粒较多的粉煤灰。
3.4.3 改善表面特征
(1)加入高效活化剂。高效活化剂可以使粉煤灰和炉渣玻璃体致密结构被破坏,表面变得粗糙,呈绒球状,其他物料就能较容易渗入玻璃体内部,使SiO2和Al2O3溶出,更充分与Ca(OH)2反应,对混凝土多孔砖强度有很大提高。(2)活化促进剂。与高效活化剂配合使用,可提高高效活化剂的活化效果。经扫描电镜观察,加入活化促进剂后,废渣表面粗糙度明显增加。
3.4.4 提高碱性环境
(1)掺入水泥、石灰,除发挥胶凝作用外,还水化生成大量Ca(OH)2,为废渣活化提供了良好的反应环境。(2)加入废碱液。废渣液的主要成分是CaCl2,具有早强作用,可以弥补废渣混凝土多孔砖早期强度差的不足,CaCl2能与水泥中的铝酸钙作用生成不溶性的水化氯铝酸钙,并与硅酸钙水化析出的氢氧化钙作用生成氧氯化钙,这些结晶的形成,提高了固化体系的胶凝性,可促进物料形成高强骨架,有助于水泥石结构形成。另外,还可以加入其他的含碱废液如造纸废液、电镀废液、印染废液等,为反应体系提供碱性物质,促进废渣的水化反应。
4 配合比设计
4.1 水泥
水泥既有胶结作用,又有对废渣的碱激发作用,水泥的合适用量应以5%～15%为宜;承重混凝土多孔砖不能低于10%,非承重混凝土多孔砖不能低于5%;保温隔热节能型混凝土多孔砖因大量使用没有活性的轻集料,如珍珠岩、废聚苯乙烯、漂珠等,需要更多的水泥对其进行胶结,所以保温隔热节能型混凝土多孔砖的水泥用量不能低于8%。
4.2 粉煤灰
粉煤灰作为活性集料通常有一个最佳用量范围,因粉煤灰粒度较小,属于细集料,须配合粗集料使用,若用量太大,将影响混凝土多孔砖的强度。当其用量在20%以下,混凝土多孔砖强度提高较大;当其用量在30%～40%,混凝土多孔砖强度提高不明显;当其用量超过50%,混凝土多孔砖强度会降低,故应控制在50%以下,以20%～45%最为合适。
4.3 磨细粉煤灰
磨细粉煤灰虽掺量不大,但对混凝土多孔砖强度增强效果较好,掺量每提高5%,强度会提高3%,使用成本较高,合适掺量以3%～10%为宜。
4.4 炉渣用量
炉渣作为活性粗集料,与粉煤灰配合使用,除有活性作用外,还可和粉煤灰形成粒度级配,发挥集料效应,如果炉渣用量过小,低于20%,将会影响混凝土多孔砖强度,而其用量超过60%,粉煤灰、砖粉等细集料的比例相对较低,也会影响强度,适宜掺量应在30%～45%之间。
4.5 电石渣
电石渣的配比必须以有效Ca(OH)2计算,用量15%～25%左右效果最佳,水化产物最多。
4.6 磷石膏
磷石膏的主要成分是CaSO4,硫酸盐对废渣的活性激发虽然没有碱激发效果好,但对碱激发有协同作用。随着磷石膏掺量的增加,混凝土多孔砖的强度就随之提高。当磷石膏掺量为2%时,混凝土多孔砖强度比不掺磷石膏提高4%;当磷石膏掺量为3%时,混凝土多孔砖强度比不掺磷石膏提高6%;当掺量为5%时,强度增加8%,合理掺量为3%～5%,超过5%,增强效果不明显。
4.7 高效活性剂
高效活性剂对废渣活性激发起决定性作用。它掺入1%以下,增强效果不太明显,掺入8%以上,混凝土多孔砖强度反而下降,适宜掺量为2%～5%,此时活性激发效果最好。
4.8 磁化水用量
使用磁化水较使用普通水混凝土多孔砖强度可相差5%～10%,因高掺量工业废渣混凝土多孔砖掺用的废渣、粉煤灰和炉渣中含有大量炭粒,炭粒吸水率较高,故水灰比稍高。
5 工艺流程
工业废渣混凝土多孔砖生产流程示意图,见图1。
5.1 原料预处理
5.1.1 粉煤灰磨细
粉煤灰最好使用干排灰,如使用湿排灰,要事先烘干或晒干,使其含水率降至2%以下,含水率过高,在粉磨时易糊磨,可使用助磨剂,以提高粉磨效率。粉磨灰要磨至200～300目。
5.1.2 炉渣粉碎
炉渣一般都是块状,可先使用颚式破碎机进行初碎,再使用锤式破碎机细碎,细碎粒径以<15 mm为宜。
5.1.3 磷石膏、电石渣
磷石膏、电石渣一般都是湿料进厂,有条件的厂家可将其烘干,也可直接使用湿料,但要将其匀化后测出含水率,为配料做准备。
5.1.4 废碱液预处理
废碱液由于其各成分含量波动较大,不易掌握其加入量,可设定多个储液罐,将不同时间进厂的废碱液经不同储罐排出后,再经匀化装置匀化后使用。
5.1.5 水的磁化
在水管上安装水磁化器,对水进行磁化处理。水经磁化后可以提高混凝土多孔砖强度5%左右,因为水分子之间存在着电性吸引力,这种吸引力使水分子之间能够形成缔合水分子,当缔合水分子流经磁化器的磁场,在洛伦磁力作用下,缔合水分子分成单分子,分解后的水分子较原缔合水分子电性吸引力增强,从而提高水分子的活性,当水与水泥和废渣作用时,会使水比较容易地由水泥和废渣颗粒表面进入内部,加强水泥、废渣的水化反应,加速凝结硬化速度,使水化生成物增多,结构更加致密,从面提高产品强度,改善产品的防水和抗冻性能。
水经磁化机磁化后,进行加热处理,加热后的水温以50℃～100℃为宜,以80℃～100℃最好,高温磁化水有利于废渣活化。实验研究表明:磁化水的最佳磁场强度为0.21 T,最佳流量为1/73 kg/s～1/100 kg/s。
5.2 计量
外加剂加入量的误差一般不超过1%,水泥掺量的误差不能超过2%～3%,掺量较少的外加剂要用水泥进行预分散,然后再往搅拌机里加。
5.3 配合料制备
5.3.1 轮碾
将各种经过计量的工业废料拌和后送至轮碾机后,立即开动轮碾机,陆续加入规定量的热水,水温50℃～100℃,将拌和料轮碾3 min～5 min,可促进废渣的活化,使高效活化剂、电石渣、磷石膏和废渣充分接触混合,提高这些外加剂对粉煤灰颗粒的渗透率。轮碾时,拌料要定量加入,搅拌均匀,铲片与碾轮对配料有挤压、捏合排气功能,可改善细粉和结合剂结团现象,使配料在含水率较高时可保证不结团、不沾底。
5.3.2 熟化
轮碾过的拌合料,可送至熟化仓进行保温保湿熟化,熟化料温度不低于35℃,以40℃～60℃为宜。根据温度不同,熟化时间可控制在4 h～8 h之间。在一定温度下熟化有利于高效活化剂对粉煤灰和炉渣进行预活化,充分激发其潜在活性。
熟化最关键的要点是控制好湿度、温度及熟化时间,一般相对湿度不低于90%,温度不低于40℃,最好保持在60℃～80℃。物料熟化后,根据生产实际还可进行二次轮碾,产品强度一般可提高3%～5%。通常,第一次熟化时间不能低于3 h,第二次熟化时间不低于1 h,两次熟化时间不低于4 h。
5.3.3 搅拌
先将磁化水加入搅拌机,然后再加入处理过的废渣活化料,搅拌3 min～5 min即可出料。搅拌时,要严格控制加水量。配制好的配合料抓在手中,用力一握能成团,手松开后,轻轻触料团就能散开,如不能散开,则说明湿度太大,如果用手一握不能成团,则说明湿度太小。
5.4 成型
成型时注意芯具和模箱不出现问题,要防止混凝土多孔砖裂纹、拉伤、掉角、缺棱等,对模箱两端棱角处易产生拉伤裂纹的地方应加大尺角,以保持角圆。控制好成型参数、以保证成型机的压力和激振力。
5.5 输送
刚成型的混凝土多孔砖初始强度较低,极易损坏,在输送、搬运、养护等过程中,要轻抬轻放,用手推车送坯,路面要平整,防止车辆振动或歪斜造成混凝土多孔砖损坏。预养的混凝土多孔砖码放不应超过5层。
5.6 养护
养护是废渣混凝土多孔砖生产的关键工序之一。有些混凝土多孔砖厂不重视混凝土多孔砖的养护,只重视混凝土多孔砖的配方,错误地认为,养护并不重要,只要有好配方,就能生产出高质量的混凝土多孔砖,事实上即使配方再好,不注重混凝土多孔砖的养护,也生产不出优质混凝土多孔砖。
5.6.1 养护制度确定
湿度:废渣混凝土多孔砖强度的增长主要取决于水泥的水化及废渣有效成分的水化程度。这一过程需要大量的水分,在自然条件下,空气的相对湿度、温度及风速是决定因素,具有很大的可变性,因此,自然养护具有一定的局限性,难以保证湿度条件,所以,人工养护优于自然养护。
温度:废渣混凝土多孔砖中废渣掺量大,比普通混凝土多孔砖在常温下凝固得慢。混凝土的水化规律是水化反应速度与温度成正比,所以在保证湿度的同时,要尽可能提高养护温度,以30℃～60℃为宜。
养护时间:混凝土多孔砖保温保湿时间越长,后期强度越高,实验证明,保温保湿养护8 h与保温保湿养护30h,其强度至少相差2%～5%。因此,在不影响生产的情况下,保温保湿养护要尽量延长一些时间。
5.6.2 养护方式的选择
a.自然养护
自然养护多采用就地带膜养护。自然养护既可采用露天方式,也可采用室内保湿方式。露天方式,节省投资,但温湿度不易控制,而室内养护可以控制温度、湿度,对混凝土多孔砖强度有利。露天养护时,需在坯体表面覆盖草帘或塑料布,并按时浇水浇透。浇水应在混凝土多孔砖成型3 h～4 h后进行,最初3 d浇水间隔应短,多浇、勤浇,每天浇水至少三次,使混凝土多孔砖吸水饱和,浇水后仍要盖好湿草帘或塑料布。从第四天开始可减少为两次,浇水日数至少一周。冬季如采取自然养护,可适当加入防冻剂。在高温和有风天气,浇水次数要增加。如果坯体表面覆盖塑料布,可以不浇水,或者浇一次后再盖塑料布,以后不再浇水。
一般情况下,平均气温为15℃时,养护36 h可以码垛;平均气温25℃时,养护24 h即可码垛;平均气温35℃时,养护16 h即码垛。
b.人工养护
混凝土多孔砖一下生产线即进入养护室,先预热静停6 h～8 h,室温控制在40℃～50℃(冬季干热静停10 h～12 h、预热静停温度35℃～45℃)。预热静停结束后,可以32℃/h的速度升温,当混凝土多孔砖温度和室温平衡时,停气闷窑,然后保温95℃～100℃继续养护8 h。降温时,降温速度20℃/h～30℃/h,降温时间2 h～2.5 h。
承重混凝土多孔砖由于密实度高,在混合物中水、水泥浆和集料的热膨胀系数不一样,需要足够的早期强度来克服制品的热膨胀,否则,容易导致混凝土多孔砖裂纹,承重混凝土多孔砖要延长预养时间1/3左右(约1 h～2 h),非承重混凝土多孔砖由于空隙较多,空气和水的热膨胀不会造成混凝土多孔砖内部应力集中而出现裂纹,所以,非承重混凝土多孔砖预养时间可适当短些。
5.7 码垛
脱板、码垛宜采用专用设备。生产企业可用叉车码垛,将叉车的叉车换成混凝土多孔砖的夹具,将混凝土多孔砖成排叉起,然后码成四块高的码,再整垛运到堆场,码放成堆,堆高最多可达2.5 m,叉车可使用2 t～2.5 t型号。尽可能减少因搬运产生多孔砖外观破损或内部缺陷。高掺量废渣多孔砖在硬化干燥过程中会产生较大的体积收缩变形,如发生在砌体中会引起墙体开裂,降低建筑结构的承载与防雨抗渗能力并影响外观。通过生产企业对多孔砖的长期养护和干燥,可以使其干缩变形明显降低,出厂龄期不应小于28 d。
参考文献
[1]李荫余编.建筑材料与试验[M].南京工学院出版社,1988.
[2]朱宏军,程海丽,姜德明著.特种混凝土和新型混凝土[M].化学工业出版社,2004.
[3]姚武:绿色混凝土[M].化学工业出版社,2006.
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[5]刘数华,冷发光著.再生混凝土技术[M].中国建材工业出版社,2007.
混凝土多孔砖施工 篇6
由0.05 mm~2 mm的碎屑 (含量大于50%) 胶结而成的岩石统称砂岩。砂岩是一种机械沉积岩, 是由千万年前的岩石经过风化剥蚀作用被解体为碎屑, 或经水的冲蚀和溶解, 沉淀于石床上经过数百万年的胶结和堆积而成。
河南省郑州市登封及南阳、驻马店等西部山区的地貌类型是石英岩剥蚀构造地貌, 地表存在着大量的经过亿万年风化剥蚀和流水冲蚀形成的石英岩剥蚀颗粒, 即风化石英岩 (砂岩) 俗称蘑菇石。风化石英岩 (砂岩) 为黄灰色, 疏松多孔构造, 微鳞片变晶结构, 表面具有丝绢光泽。强风化砂质板岩呈红色土状, 组织结构已大部分破坏, 风化裂隙很发达, 岩体破碎被切割成碎块, 含有大量的细小岩屑。干时可用手折断或捏碎, 浸水或干湿交替时, 可较快地软化及微弱崩解成泥状, 用镐或锹可挖掘, 干钻可钻进。
由于该种岩石风化严重, 其强度较低, 农作物无法在上面生长, 即不能作为耕地, 也不能作为建筑用砂和碎石使用, 给地方造成极大的资源浪费。
风化石英岩混凝土多孔砖或混凝土小型空心砌块等新型墙体材料生产所用的原材料为风化石英岩、粉煤灰等废弃物, 符合我国“节土、节地、节能、节约资源、综合利用和保护环境”的可持续发展战略要求, 具有广阔的发展前景。
2 实验研究
2.1 风化石英岩化学成分和物理性能分析
2.1.1 风化石英岩化学成分
风化石英岩 (砂岩) 当作建筑用砂进行利用, 因此其化学成分的分析按照GB/T 14684—2011《建设用砂》和GB/T 176-1996《水泥化学分析方法》标准进行, 本次试验在登封地区三个不同的地域进行取样, 详细检验结果见表1。
由表11可见, 33个不同地域的风化石英岩 (砂岩) 样品化学成分相差不多, 70%以上都是SiO2, SO3含量不足0.1%, 为高硅、低硫风化砂岩, 且K2O+Na2O含量≤5.0%, 符合国家标准GB/T 14684-2011《建设用砂》中对建筑用砂化学成分的要求, 因此完全可以用作生产墙体材料的原材料。
2.1.2 风化石英岩物理性能
由于风化石英岩 (砂岩) 是千万年前的岩石经过长期风化剥蚀作用或水的冲蚀、溶解而形成的硅质岩石颗粒, 其粒径大部分在0.05 mm~4.75 mm之间 (含量大于50%) , 因此, 可将其看作普通混凝土的细集料 (即砂) 。本试验按照GB/T 14686-2011《建设用砂》中的项目要求进行。
a.颗粒级配
按照GB/T 14686-2011《建设用砂》标准要求, 砂按细度模数 (Mx) 可分为粗砂 (Mx为3.7~3.1) 、中砂 (Mx为3.0~2.3) 、细砂 (Mx为2.2~1.6) ;按技术要求分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类。Ⅰ类宜用于强度等级C60的混凝土;Ⅱ类宜用于强度等级C30-C60及抗冻、抗渗或其他要求的混凝土, Ⅲ类宜用于强度等级小于C30的混凝土和建筑砂浆。
本试验三次取得风化石英岩 (砂岩) 按照GB/T14686-2011《建设用砂》进行筛分析检验的结果见表2。
由表2可见, 按细度模数来分, 3个风化石英岩样品均属于I区粗砂范围, 且级配良好, 满足建筑用砂的要求。
b.其他物理指标
考虑到风化石英岩 (砂岩) 的特殊性, 所以坚固性项目的检验分别采用了天然砂的硫酸钠溶液法和人工砂的压碎指标法两种检验方法。试验结果见表3。
由表3可见, 风化石英岩其他物理性能基本满足GB/T 14686-2011《建设用砂》标准中Ⅲ类砂的要求, 但其坚固性 (按天然砂考虑) 和压碎指标 (按人工砂考虑) 却远远超出了标准的规定值, 这说明风化石英岩的坚固程度比较差。对于混凝土来说, 虽然细骨料对强度的影响没有粗骨料那么明显, 但是, 为了达到节约水泥、提高混凝土的密实度、强度和耐久性的目的, 良好的颗粒级配、有限的有害物质含量, 尤其足够的强度和坚固性是非常必要的, 由此可见, 风化石英岩不能满足建筑用砂的使用要求, 也就是说它不能作为建筑用砂 (混凝土的细集料) 使用。
2.2 风化石英岩混凝土多孔砖的研究
2.2.1 试验用原材料
风化石英岩:产地登封, 其化学性能指标见表1、表2和表3。
水泥:试验采用登封市第二水泥厂P.O42.5水泥, 其技术性能见表4。
粉煤灰:试验采用登封市热电厂的干排Ⅲ级粉煤灰, 其化学成分见表5。
碎石:试验采用登封产石灰石碎石, 满足GB/T14685-2011《建设用卵石、碎石》标准, 规格为 (5 mm~10 mm单粒级, 表观密度2720kg/m3, 堆积密度1630 kg/m3。
水:自来水。
2.2.2 风化石英岩混凝土多孔砖的研制
风化石英岩混凝土多孔砖生产工艺流程见图1。
2.2.3 风化石英岩混凝土多孔砖试生产配合比的选择
选取下面四组配合比作为风化石英岩混凝土多孔砖的试验配合比, 见表6。
风化石英岩混凝土多孔砖力学性能按照GB/T2542-2012《砌墙砖试验方法》进行检测, 四种不同配合比生产的风化石英岩混凝土多孔砖的抗压强度见表7。
由表7可以看出, 水泥掺量对风化石英岩混凝土多孔砖的抗压强度起到决定性的作用, 随着水泥掺量的增加, 风化石英岩混凝土多孔砖的抗压强度也随着增大。
由表8可以看出:四个不同配合比风化石英岩混凝土多孔砖的长度、宽度、厚度均稍有偏差, 但都在±1 mm以内, 均无缺棱掉角和裂纹。达到标准规定的优等品 (A) 要求。
通过以上四种配比风化石英岩多孔砖的抗压强度结果对比可知, 试验编号3的风化石英岩掺量为67%, 水泥掺量仅为13%, 其强度达到了JC 943-2004《混凝土多孔砖》规定MU15等级的要求。因此, 确定采用试验编号3为工业试生产配合比, 并在郑州嵩颖建材开发有限公司制砖生产线上进行批量试生产。
2.3 试验结果
郑州嵩颖建材开发有限公司批量生产的风化石英岩多孔砖各项性能指标见表9。
由表9可以看出, 工业化批量生产的风化石英岩多孔砖的各项性能指标均能满足GB 25779-2010《承重混凝土多孔砖》规定MU15级的要求, 又因该批砖是在制砖生产线上完成, 在实际的工业生产中具有代表性, 能够真实反映工业生产中的产品性能。由此可以看出, 利用风化石英岩制作混凝土多孔砖是完全可行的。
3 结论
风化石英岩混凝土多孔砖的生产工艺简单, 易于控制, 且能够保证产品的内在质量和外观质量, 因为是非烧结, 不用烧煤, 在节约燃料资源的同时避免了燃料燃烧排出的SO2、CO等有毒气体和粉尘对大气的污染, 同时具有施工速度快等新型建材优势, 因此, 是一种较为理想的新型可持续发展墙体材料。
风化石英岩生产的混凝土多孔砖可代替烧结黏土砖用于承重墙。它既具有烧结黏土砖的强度、耐久性, 又易于就地取材、成本低、施工速度快等优势, 具有很好的技术经济效益和社会效益。
生产风化石英岩混凝土多孔砖的原料70%左右是风化石英岩、粉煤灰等天然或工业废弃物, 是一种节土、节地、节约资源、利废的好产品, 符合“保护耕地, 保护环境”的基本国策, 完全符合可持续发展战略, 具有广阔的发展前景。
摘要：从原材料理化性能研究入手, 根据风化石英岩自身特点, 对利用其生产混凝土多孔砖进行了技术研究。研究结果表明, 利用风化石英岩生产混凝土多孔砖在工艺上是可行的, 其产品性能能满足GB25779-2010《承重混凝土多孔砖》MU15级技术指标要求。
关键词：风化石英岩,新型墙材,混凝土多孔砖
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混凝土多孔砖施工 篇7
随着城市化建设的不断发展,加快了建筑物的拆除、改造及更新的速度,这就导致废弃混凝土日益增加。我国每年因拆除所产生的废弃混凝土约有1.4千万t,还有新建建筑产生的4千万t建筑垃圾中的废弃混凝土[1～2]。目前,我国的建筑废料利用率极低,一般作回填建筑物或者道路的基础材料等低级利用。大部分建筑垃圾未经任何处理,便被露天堆放或以填埋的方式加以处理。这样不仅占用大量耕地、耗费垃圾清运等建设费用,更重要的是造成资源严重浪费和环境污染。随着混凝土工程的不断扩大,废弃混凝土的数量越来越大,如何处理废弃混凝土已成为急需解决的问题。
将废弃混凝土回收并经破碎、分级处理后,作为再生骨料重复利用,生产制作新的“再生混凝土”用于新建建筑物,可以从根本上解决废弃混凝土的处置问题,节约资源,减轻污染,保护环境,具有显著的社会效益、经济效益和环保效益[3～4]。
再生混凝土的研究与工程应用一直是国内外研究的重点[5～6]。目前,国内外学者对再生混凝土的基本力学性能和结构性能进行了较系统的研究,但是对采用再生混凝土骨料制作墙体材料(再生混凝土小型空心砌块、再生混凝土多孔砖)的研究较少。混凝土多孔砖是目前替代黏土砖的新型墙体材料之一。再生混凝土多孔砖具有“节能”、“利废”、“环保”等优点,因此,开发制作再生混凝土多孔砖具有明显的社会效益和环保效益。现有研究结果表明:再生混凝土的强度等性能完全满足生产再生混凝土多孔砖的要求。
本文在选定配合比的基础上,采用振动挤压成型的方法制作了再生混凝土多孔砖,进行了再生混凝土多孔砖块材抗压、抗折以及再生混凝土多孔砌体抗剪性能的试验研究,考察了再生混凝土多孔砖的受剪性能和破坏形态。
1 再生混凝土多孔砖的配制
试验中再生混凝土的设计替代率为75%,预配制混凝土目标强度等级为C20,根据课题组已有的研究结果[3],选定的再生混凝土配合比见表1。
再生混凝土多孔砖由南京市浦口区新源轻质砖厂的全自动设备生产线制作,采用振动挤压成型方法。砖外形尺寸和普通混凝土多孔砖相同,宽×高×长分别为115mm×90mm×240mm,再生混凝土多孔砖外观如图1所示,具体尺寸如图2所示。
2 再生混凝土多孔砖抗压、抗折试验
多孔砖由工厂制作成型后,在工厂自然养护10d,达到早期强度后,搬入南京工业大学材料和结构综合实验室的养护室,放入温度为(20±2)℃,相对湿度大于95%的标准室中进行20d的养护,然后按相关标准进行抗压、抗折试验,试验结果表明:再生混凝土多孔砖的抗压强度平均值为8.46MPa,再生混凝土多孔砖的抗折强度平均值为3.30 MPa。试验结果表明,再生混凝土多孔砖的强度可以满足规范关于块材强度的要求。
3 再生混凝土多孔砖砌体抗剪试验
3.1 试验概况
抗剪试件按试验标准制作[7],试件外观尺寸如图3所示。共制作了三种砂浆强度的试件,分别编号为A、B、C,每种砂浆各做12个试件,共36个试件。A、B、C三组组试件砂浆实测强度分别为4.81MPa、7.24MPa、9.84MPa。
试验加载装置如图3所示。试验在2000kN压力试验机上进行,将抗剪试件立放在撒满薄沙的试验机下压板上,试件的中心线应与试验机轴线重合。试验时,在试件顶面中间块砖承压处放置厚度为2cm厚的钢板,把上部传来的荷载均匀分布在试件加载面上。
采用匀速连续加荷方法,避免冲击。加荷速度按试件在1～3min破坏进行控制。当有一个受剪面被剪坏即认为试件破坏,并记录破坏荷载值和试件破坏特征。
3.2 试验结果及分析
再生混凝土多孔砖砌体达到受剪承载力极限状态时,绝大数试件受剪面发生剪切破坏,且缝破坏的可能性A缝较B缝大。单面破坏的原因主要与施工质量、加载偏心,以及试件在养护期间,A、B缝所受到的竖向压力略有不同,造成B缝上砂浆的饱满度、粘结等较A缝好,A缝较B缝易破坏。此外,试件破坏时没有明显的征兆,试件表面没有明显的裂缝开展现象,呈现出明显的脆性特征,试验过程中可以看到试件受剪破坏主要有单面破坏和双面破坏两种形式,产生沿通缝受剪破坏,未出现过块体先破坏的情况,即抗剪强度与块体强度无关。试验表明,再生混凝土多孔砖的通缝受剪破坏形态和普通混凝土多孔砖砌块的破坏形态基本相似。
试验所用砖砌筑时采用反砌,即孔朝下,封底朝上,从试件的破坏面看,每个孔中都有砂浆嵌入,形成一定的“销键”作用,这种“销键”作用能够提高多孔砖砌体的抗剪强度,破坏面上嵌入多孔砖孔洞中的砂浆销键被剪断,可认为多孔砖通缝抗剪强度只和砂浆有关。试件破坏形态如图4所示。
各个试件试验实测得到的抗剪极限承载力如表2所示。按规范规定的计算公式计算得到的再生混凝土多孔砖砌体抗剪强度同样示于表2。从表2中可以看出,和普通混凝土多孔砖一样,再生混凝土多孔砖块体强度对砌体通缝抗剪强度影响不大,再生混凝土多孔砖砌体通缝抗剪强度主要受砌筑砂浆强度的影响,且随着砂浆强度的增大而增加。
4 再生混凝土多孔砖砌体抗剪强度分析
国家标准《砌体结构设计规范》(GB50003-2010)(征求意见稿)推荐的烧结多孔砖砌体抗剪强度平均值计算公式为[8]:
式中,fν,m—砌体抗剪强度平均值,MPa;
f2—砂浆的抗压强度平均值,MPa;
k5—与块体类别有关的参数。
规范规定:对烧结多孔砖砌体k5取0.125,混凝土砌块k5取0.069。按规范规定公式(1)计算的再生混凝土多孔砖砌体(k5取0.125)的抗剪强度平均值如表3所示。从表3可以看出:三组试验模型的抗剪强度平均值计算结果均大于试验实测结果,且误差较大。说明再生混凝土多孔砖砌体的通缝抗剪强度比烧结多孔砖砌体和普通混凝土多孔砖砌体低,造成再生混凝土小型空心砌块砌体的抗剪强度较低的原因可能是再生骨料破碎后存在较多孔隙,有较强吸水功能,砂浆由于水分丧失而导致砌块砌体抗剪强度偏低。
针对破碎的再生骨料具有较大吸水率、造成再生混凝土空心砌块砌体抗剪强度较低的特点,在再生混凝土小型空心砌块砌体的实际工程应用中,可以增加砂浆的水灰比或者对再生混凝土空心砌块上墙砌筑前晒水养护,但具体的定量分析还有待更进一步的试验研究。
参考规范推荐公式(1)的形式,通过对试验数据的回归分析,得到参数k5的取值为0.093。即:
按公式(2)计算的再生混凝土小型空心砌块砌体的通缝抗剪强度平均值如表4所示。计算结果及与试验结果的对比同样示于表4。从表4中可以看出:计算结果与试验实测值吻合较好,相差不大,误差均在10%以内。
5 结论
(1)再生混凝土多孔砖砌体受剪破坏过程和普通混凝土多孔砖砌体基本相似,主要是沿通缝受剪破坏,且大都是单面破坏,破坏时呈明显的脆性特征。
(2)再生混凝土多孔砖砌体抗剪强度与多孔砖块材强度无关,主要与砂浆强度有关,且随着砂浆强度的提高而提高,砂浆的“销键”作用能够提高多孔砖砌体的抗剪强度,砂浆强度越低效果越明显。
(3)由于破碎的再生骨料存在较多孔隙,吸水率较大,造成再生混凝土多孔砖砌体的通缝抗剪强度小于普通混凝土多孔砖砌体的抗剪强度,针对此特点,可以在再生混凝土多孔砖砌体的实际工程应用中,增加砂浆的水灰比或者对再生混凝土多孔砖上墙砌筑前晒水养护。
(4)通过对试验数据的回归分析,提出了再生混凝土多孔砖砌体通缝抗剪承载力计算公式,计算结果与试验结果吻合较好。
摘要：制作了再生骨料掺入量为75%的再生混凝土多孔砖,进行了再生混凝土多孔砖砌体块材抗压及抗折试验。试验结果表明,再生混凝土多孔砖块材抗压强度平均值为8.46 MPa;同时,进行了再生混凝土多孔砖砌体抗剪性能试验,考察了再生混凝土多孔砖砌体在不同砂浆强度下的抗剪承载力,分析了再生混凝土多孔砖砌体受剪破坏特征。在此基础上,通过对试验数据的回归分析,提出了再生混凝土多孔砖砌体抗剪强度计算公式。
关键词：再生混凝土,多孔砖,抗剪,承载力
参考文献
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混凝土多孔砖施工 篇8
关键词：混凝土多孔砖砌体,混凝土多孔砖,砂浆,本构关系,弹性模量
0前言
砌体弹性模量是砌体结构的基本力学指标[1],是进行砌体构件强度[2]、刚度、稳定性计算及抗震[3,4]、有限元分析时必不可少的一个材料参量。随着混凝土多孔砖成为替代黏土制品的主导产品之一,有必要对其力学性能进行更全面的了解,而该砌体及砌体材料的弹性模量亦是研究其力学性能的一个重要指标[5,6]。
当根据棱柱体试验确定砌体弹性模量时,ACI/ASCE5-02/TMS402-02和Uniform Building Code(UBC-91)均采用由σ=0.05f'm和σ=0.33f'm两点之间的割线的斜率确定(其中,f'm为砌体28 d的抗压强度);当不进行棱柱体试验时,ACI/AS-CE5-02/TMS402-02的方法即根据影响砌体弹性模量的主要因素——砌体抗压强度(f'm)和砂浆类型(M,S,N)制成表格,供设计时使用,而这种取值的特点为对于同一类砌体,当采用强度等级不同的砂浆时,砌体弹性模量取值存在不连续性。
我国《砌体结构设计规范》依据砌体弹性模量与砌体抗压强度或砂浆强度等级之间的关系[7,8],由砌体抗压强度或砂浆强度确定砌体的弹性模量,与此法类似的DB22/T 442—2007《混凝土多孔砖砌体结构技术规程》规定,当砂浆强度分别为M7.5及M10时,混凝土多孔砖砌体弹性模量为其抗压强度设计值的1600倍和1700倍。这种方法计算虽然简单,但不能反映出各种不同的砌体材料砌体在受力性能上的差别。可见,提供具有连续性的混凝土多孔砖砌体弹性模量的统一表达式,对于该结构的理论研究和工程设计具有重要意义。
利用有限元方法对混凝土多孔砖砌体结构进行静态、动力分析时,可将砌体视为各向同性单相介质,采用匀质材料的变形规律,其弹性模量可按规范所述方法确定。但如果对组成砌体的各个组成部分的各种破坏机理作进一步的应力分析,则必须将块体、砂浆层分开模拟,分别提供块体、砂浆的弹性模量取值。因此,确定块体、砂浆的弹性模量也具有十分重要的意义。
1 利用试验统计资料得到的混凝土多孔砖砌体及砌体材料弹性模量取值的方法
1.1 混凝土多孔砖砌体弹性模量
1.1.1 试件制作
本试验采用KP1型混凝土多孔砖,外形尺寸为240 mm×115 mm×90 mm,孔洞率约为28%,密度约1440 kg/m3,其原材料配比为:水泥18%,粉煤灰19%,煤矸石11%,中砂17%,5~10 mm的碎石35%。测试弹性模量及轴心抗压的试件各6组共120件。试件数量、几何尺寸、使用的砖及砂浆强度见表1。试件砌筑尺寸满足GBJ 129—90《砌体基本力学性能试验方法》要求。试件砌筑时孔洞面向下,在盲孔面铺砌砂浆。施工应保证层间砂浆砌筑饱满度达90%以上,立缝砂浆砌筑饱满度85%以上,进入砖孔内砂浆高度不小于6 mm。由于混凝土多孔砖的吸水率较低,砌筑后砌体强度上升速度缓慢,因此,试件砌筑完毕应立即在其顶部压砖。将试件放入标准养护室[温度(20±3)℃,相对湿度60%~80%]养护,约24 h后可达到初期强度,继续养护至28 d。
1.1.2 试验设备及加载方式
混凝土多孔砖砌体弹性模量的测试在20 t电液伺服万能试验机上完成,示值的相对误差不大于±2%。为了保证加载时砌体均匀受压,试件顶部采用1∶3水泥砂浆找平并用水平尺检查其平整度,试件承压面的不平度应为每100 mm不超过0.05mm,承压面与相邻面的不垂直度不应超过±1%。将千分表安装在测试弹性模量的试件上,保证将其安装在试件成型时两侧面的中线上,并对称于试件两端。试件的测量标距为150 mm。千分表安装完毕后,应仔细调整试件在试验机上的位置,使其轴心与下压板的中心对准。开动试验机,先用位移控制,速度为0.05 mm/s,当上压板与试件接近时,调整球座,使接触均衡。再改为力控制,按7 k N/s的加荷速度连续而均匀地加荷至轴心抗压强度的40%左右,即达到弹性模量试验的控制荷载值,然后以同样的速度卸载至零,如此反复预压3次。在预压过程中,应观察试验机及千分表运转是否正常,如不正常,应及时予以调整。混凝土多孔砖砌体弹性模量试验加载示意见图1。
预压3次后,用上述同样速度进行第4次加荷,先加荷到应力为0.5 MPa的初始荷载值,保持30 s后分别读取试件两侧千分表的初始读数,然后加载至控制荷载,保持30 s后,读取两侧千分表的读数。两侧读数增值的平均值,即为该次试验的变形值。
按上述速度卸载至初始荷载,30 s后再读取试件两侧千分表的初始读数,并按上述方法继续进行第5次加荷、持荷、读数,并计算出该次试验的变形值。前后2次试验的变形值相差不大于0.0002测量标距时,试验即可结束。否则,应重复上述过程,直到2次相邻加荷的变形值相差符合上述要求为止。然后卸除千分表,以同样速度加荷至破坏,测得试件的棱柱体抗压强度fm。
1.1.3 试验结果及分析
试验数据表明,其弹性模量与抗压强度有关,并随混凝土多孔砖砌体抗压强度的提高而增大,两者之间并不成线性关系,采用最小二乘法拟合,可以得到其割线模量(变形模量)。为了符合砌体在使用阶段受力状态下的工作性能,建议在工程应用中取混凝土多孔砖砌体的弹性模量表达式为:
将按式(1)确定的砌体弹性模量计算值E与实测值Ee、DB22/T 442—2007取值Ec进行比较,结果见表2。其中:E/Ee的平均值为1.004,变异系数为0.108;E/Ec的平均值为0.954,变异系数为0.039,吻合较好。
1.2 混凝土多孔砖的弹性模量
与砖厂合作按砖的材料原配比配制混凝土并将其制成试件,混凝土多孔砖弹性模量的试件为棱柱体,取其截面尺寸为150 mm×150 mm×300 mm,并将试件模板的一侧钻1个Φ60mm圆孔,插入1根DN50的PPR管,严格按照要求灌注、养护混凝土,并于1 d后抽出PPR管,使其形成空心的混凝土试件,如图2所示。每组试验制备6个试件,其中3个用于测定轴心抗压强度,共做4组。试验设备及加载方式同上。
经分析,得到混凝土多孔砖的弹性模量表达式为:
按式(2)确定的Eb与实测值Ebe进行比较,结果如表3所示。Eb/Ebe的平均值为1.006,变异系数为0.154,吻合较好。
1.3 砂浆的弹性模量
砂浆弹性模量的标准试件为棱柱体,其截面尺寸为70.7mm×70.7 mm,高为210 mm。每组试验制备6个试件,其中3个用于测定轴心抗压强度,每种砂浆设计强度[M15、M10、M10(混)]做3组,共做9组。养护条件及加载方式同上。
根据试验结果发现,砂浆的弹性模量亦与其抗压强度有关,并随砂浆抗压强度的提高而增大。经数理统计回归,得到砂浆的弹性模量表达式为:
按式(3)确定的Em与实测值Eme进行比较,结果如表4所示。Em/Eme的平均值为1.002,变异系数为0.096,吻合较好。
2 基于混凝土多孔砖砌体受压本构关系推导其弹性模量取值的方法
2.1 试验过程及结果
轴心抗压砌体试件数量、几何尺寸、使用的砖及砂浆强度见表1,试件养护条件及试验设备同弹性模量测试试件[9]。
试验应连续而均匀地加荷,先用位移控制,速度为0.05mm/s,待试件与试验机完全接触后,改为力控制,速度为7k N/s,观察试验过程中的力与变形曲线,试验采用分级加载,每级加载50 k N,两级加载之间持荷5 min,持荷期间观察砌体裂缝的发生与发展。当试件接近破坏而开始迅速变形时,应停止调整试验机油门,直至试验破坏,然后记录破坏荷载;得到混凝土多孔砖砌体轴心抗压的数据如表5所示,并绘制砌体轴心受压的应力-应变曲线(见图3)。
2.2 结果分析
由图3可知,从受压一开始,混凝土多孔砖砌体的本构曲线就不成线性变化。随着荷载的增加,变形增长逐渐加快,在接近破坏时,荷载很少增加,变形急剧增长。可以将变形曲线分两部分,其中,上升段基本上成抛物线形,下降段则可近似用直线描述。基于以上试验数据,采用最小二乘法拟合,得到混凝土多孔砖砌体受压本构曲线为[10,11,12]:
当ε≤ε0时,
当ε0<ε≤3ε0时,
式中:fm——砌体的抗压强度平均值,MPa。
通过计算砌体受压本构曲线上原点处的切线的正切值,得到该点应力增量与应变增量的比值,即切线弹性模量为:
当ε0取0.002时,式(6)则为:
按式(7)确定混凝土多孔砖砌体的弹性模量E2与按式(1)确定的混凝土多孔砖砌体的弹性模量E1进行比较,结果如表6所示,E2/E1的平均值为0.896,变异系数为0.040,吻合较好。
3 基于多孔砖、砂浆的弹性模量推导砌体弹性模量的方法
混凝土多孔砖砌体是弹塑性材料,而根据弹性模量的力学意义可知,在弹性阶段,压应力σ作用下的砌体压应变ε(ε=σ/E)应等于砌块产生的压应变εb(εb=σ/Eb)与砂浆产生的压应变εm(εm=σ/Em)之和,即
式中:E、Eb、Em——分别为砌体、砌块、砂浆的弹性模量,MPa。
由轴心受压砌体中的砌块和砂浆的实际受力特点,需将式(8)中的Eb乘以小于1的系数k1,Em乘以大于1的系数k2予以调整。经分析,对于混凝土多孔砖砌体,系数k1、k2值应分别取0.85、1.55,同时将式(2)和式(3)代入式(8),得到弹性模量的表达式为:
按式(9)确定的混凝土多孔砖砌体的弹性模量E3与按式(1)确定的混凝土多孔砖砌体的弹性模量E1进行比较,结果如表6所示,E3/E1的平均值为0.906,变异系数为0.139,吻合较好。
4 结语
本文从3个不同的途径,即根据混凝土多孔砖砌体的弹性模量试验结果、受压的本构关系、应变分析,采用3种方法[按式(1)、(7)、(9)]确定其弹性模量,可以看出,前2种方法较第3种方法的计算结果与试验结果、现行规范的取值更加吻合。
根据试验结果,混凝土多孔砖、砂浆的弹性模量表达式,可分别按式(2)、式(3)确定。
由本文的3种计算途径可以看出,混凝土多孔砖砌体的弹性模量既可由砌体的抗压强度亦可由多孔砖、砂浆的抗压强度确定,后者更有利于利用混凝土多孔砖砌体材料的力学性质深入研究,即混凝土多孔砖砌体结构的受力性能及开裂、破坏机理。
在本文的研究基础上,还可以对混凝土多孔砖砌体沿水平灰缝切向的弹性模量、动力荷载作用下的弹性模量以及复杂应力状态下的弹性模量取值作进一步研究。
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