砌体空心（共8篇）
砌体空心 篇1
【前言】
混凝土, 简称为“砼”:是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝材料, 砂、石作集料;与水 (加或不加外加剂和掺合料) 按一定比例配合, 经搅拌、成型、养护而得的水泥混凝土, 也称普通混凝土, 它广泛应用于土木工程。
砌体工程主要指普通粘土砖而粘土是极耗能源与土地的建材, 而我国建设事业数量规模庞大, 因此用混凝土代替粘土来做砌体是大势所趋。国外对这方面的研究已先于我国多年, 不过国内也做了这方面的大量实验。
砼做空心砌体具有和易性强, 耐久性高, 抗腐蚀强, 节能环保, 质量轻, 强度高的特性。
砌体主要的三类破坏形态是剪磨、剪压、斜压破坏。该文将展示三类破坏曲线, 与三类破坏综合作用曲线, 以及空心砌体抗破坏能力。国内有关教授在大量实验数据上, 基于剪压复合受力影响关系, 用两段曲线模拟砌体剪压双重作用下的动力和静力破坏, 且已被纳入《砌体结构设计规范》。而通过总结归纳实验结果得出了剪压复合作用下砌体抗剪强度设计公式。
【剪压复合作用下砼砌体空心的抗剪强度全曲线】
根据剪压实验表明, 混凝土砌体空心中的水平裂缝存在于明显剪压区, 竖向斜位移裂缝也存在于剪压区, 同时在国际上对剪磨、剪压、斜压也尚未有明确的划分, 尤其是剪摩与剪压。
由此, 砌体的剪压破坏区常采用复合法对待, 随着0.05图1-1独立原则应用实例42 0-0.025的递增, 交叉影响, 划分为两个破坏阶段:剪摩剪压破坏区和剪压斜压破坏区。第一阶段采用库伦的理论公式的结论值与材料力学中主拉应力理论公式计算值并按权重理论分配份额, 叠加结合试验得出。第二阶段也可结合库伦的理论公式结论值与材料力学中主拉应力理论公式计算值并按权重理论分配份额同理得出。综合推导可得出剪压复合受力下砌体全曲线公式。
m, n, l分别为试验统计结果, 混凝土砌体空心的抗剪峰值设计值折减系数为86.67%, 简化混凝土砌体空心抗剪强度设计值为:
由于公式本身是一条光滑曲线, 且连续无波动振幅, 只是力求接近实际情况, 但还需更多试验来支持该公式。
【混凝土空心砌体的抗剪强度在复合作用下的平均值】
根据国内试验相关数学特性, 对 (a) 中的参数n、m、l进行演算:
并参考国内常用的60块不同高度尺寸加载方式的空心混凝土企图的结构实验结果;同时参考相关文献研究成果, 对复合作用下的砼砌体空心抗剪强度曲线参数得出数据并带入 (a) 公式即可得到砼砌体空心的抗剪强度均值公式:
再次对比国内实验数据得出简易的贴近实际的公式:
【混凝土砌体空心抗剪强度设计值与标准值公式】
与试验得出的均值不同的是现行的砌体在国家规范中已经明确给出了剪压的取值范围, 再次根据砌体规范中的列出的砼砌块与砌体类型, 课将r的范围确定在0.013至0.045之间, 均值为0.024, 因此r的值可大致认为在0.024上下波动, 便取0.024, 经过大量实验得出, r的值在0.024附近幅度小于0.002的概率为90%。于是近似的认为r=0.024。
r为砌体结构的材料性能平均分项系数, 通常情况下, 应该按照施工的等级考虑, 即B级取到1.5;s为砌体材料强度的变异系数, 变异系数即是指的, 材料在受到综合三向力时变形的能力系数, 更具工程的性质, 通常情况下取值0.18。
推导过程较为显然, 就不在此处作赘述了, 最终得到了砼砌体空心的抗剪强度设计公式:
经过试验数据计算结果表明了该文提出的砼砌体空心抗剪强度公式, 通常会低于当今国家建筑规定的砼砌体砌块的静力与动力抗剪强度设计值, 实际上是提高了砼砌体空心的抗剪值和抗震值。
砼砌体砌块按照计算公式的抗剪与抗震的强度基本在剪压为f时趋近于0, 简言之, 就是实现了对砼砌体的剪压曲线中的复合破坏形态的再现, 可以有效的避免如今还在使用的规范中抗剪强度不断提高而产生的不安全和不合理。
【结论】
首先砼砌体在复合受剪磨剪压斜压的作用下而产生的破坏区的理论基础上, 利用了重庆教授的动静力双曲线得出了基本公式。再结合了历年来的国内常用建材即60块空心砌体材构试验结果, 完善了公式的系数。与传统的经验法来解决砼砌体空心抗剪强度相比, 该方法科学有依据并且误差小, 复合统计学的观念。而传统的方式无下降段, 该方法有下降段, 并且光滑连续, 无振幅, 无断点。
经过对曲线的断点按f=0.24 fm进行折算已经在始点和末点的处理可得出有意义的设计值公式, 本文推算出来的具有相应的可靠度保证, 成就了砼砌体空心抗剪抗震强度设计值的公式。并且本文提出的砼砌体空心抗震抗剪强度公式是即具有下降段, 并较好的完成了对砌体的剪压综合受力相关曲线中破坏方式给了阶段性公式, 可模拟该状况下的破坏。该公式能直接运用在底层和高层的砌体设计结构中, 有效的避免了国家规范中对抗剪强度的不断增加的不安全和不合理情况。本文成果或结论仅可供研究与设计时参考。
摘要：本文基于力学理论实验结果分析砼砌块空心的抗剪能力, 其中引用了国内的已有60片空心砼砌块的剪压受力实验结果。提出了具有砼砌体空心抗剪强度平均值曲线及公式, 剪压复合作用下的全曲线公式。并根据破坏形态破坏原因如剪摩、剪压、斜压, 提出了合理调整方案。
关键词：混凝土,砌体空心,抗剪,三向破坏
参考文献
[1]李乔主编, 混凝土结构设计原理第三版, 中国铁道出版社, 2013.
[2]李晓文, 王庆玲等.无筋墙体抗剪计算[A], 北京:中国建筑工业出版社, 2000.
[3]GB50003-2001.砌体结构设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2001.
[4]宋力, 施楚贤;对垫块下砌体局部受压承载力计算方法的分析[J];四川建筑科学研究;2005年01期
砌体空心 篇2
新型节能复合混凝土空心砌块砌体抗震性能的试验研究
本文通过2片开窗洞加窗台梁节能复合混凝土小型空心砌块墙体和2片不开窗洞墙体的水平低周反复荷载试验,研究了节能复合混凝土小型空心砌块砌体墙的`受力全过程、开裂部位、裂缝发展情况以及破坏形态,分析了墙体的滞回特性、延性、耗能能力,刚度退化曲线等抗震性能,同时,考察了墙体外叶保护层的受力性能、破坏程度以及与墙体的共同工作机理,探讨了不同构造措施以及开窗洞对墙体抗震性能的影响.研究结果表明:复合混凝土小型砌块砌体从开始加载到最终破坏,砌块保护层都没有明显的鼓凸和脱落现象,说明聚苯层及横向拉结筋能够提供可靠的连接,保证外叶保护层在水平剪力和竖向荷载共同作用下和墙体整体工作,此外,开窗洞对墙体的抗震性能削弱较大.
作 者：孙伟民 戴薇原 郭樟根 张怀金 张大长 Sun Weimin Dai Weiyuan Guo Zhanggen Zhang Huaijin Zhang Dachang 作者单位：南京工业大学,土木工程学院,江苏,南京,210009刊 名：地震工程与工程振动 ISTIC PKU英文刊名：EARTHQUAKE ENGINEERING AND ENGINEERING VIBRATION年，卷(期)：26(5)分类号：P315.97关键词：复合混凝土小型空心砌块 抗震性能 低周反复试验
砌体空心 篇3
关键词：小型砌块,质量控制,混凝土芯柱
1 概况
混凝土小型空心砌块是重要的砌体材料,具有广阔的发展前景。随着国家节约能源、节约土地和保护环境政策的推行,混凝土小型空心砌块砌体工程将取代砖砌体工程。混凝土小型空心砌块砌体在我国虽然已有十几年历史,但许多施工单位并不像熟悉砖砌体那样熟悉混凝土小型空心砌块砌体的施工技术,往往在施工中容易发生工程质量问题。而采取有效施工技术要求,确保混凝土小型砌块砌体的施工质量,是一个不可忽视的问题。
2 混凝土小型空心砌块砌体的质量控制
混凝土小型空心砌块砌体由小砌块、砌筑砂浆、钢筋混凝土芯柱三部分组成。
2.1 材料选用
承重墙体严禁使用断裂小型空心砌块或壁肋有竖向裂缝的小砌块。砌筑墙体时,小砌块的生产龄期不应小于28 d。用于混凝土芯柱部位的小砌块,其孔洞四周不规则的混凝土毛边应在砌筑前清除,以保证芯柱断面上下一致。
如果使用断裂小砌块或壁肋中有竖向裂缝的小砌块砌筑承重墙体,墙体的承载力将较大削弱,所以必须严禁使用。现行规范规定使用龄期28 d以上的小砌块,是因小型砌块墙体容易产生收缩裂缝,如果小砌块龄期过短,其自身的收缩尚未完成,会加剧裂缝的产生。
2.2 墙体施工
小砌块是由混凝土制作的,具有一定的脆性,在上墙前就存在肉眼未能发现的微小裂缝,用于墙体中很难避免不发生裂缝。为此,应按以下要求进行施工:
1)由于小砌块底部的肋较厚,上部的肋较薄,为便于砌筑施工时摊铺砂浆,应底面朝上按施工图纸与小砌块排列图进行铺砌。铺砌时砂浆强度不低于M5.0,灰缝宽度不小于8 mm且不大于12 mm,砂浆饱满度不低于80%。单排孔小砌块采用对孔错缝搭接,使其壁肋能够较好地传递竖向载荷,墙的整体性好,有利于浇筑芯柱混凝土。多排孔小砌块砌筑时应错缝搭接,搭接长度不应小于120 mm,否则应在此水平灰缝中设ϕ4钢筋网片,网片两端距离该垂直灰缝各不小于300 mm,因为当搭接长度不足时,竖向灰缝接近于通缝,对墙体受力不利。
2)砌筑应从房屋外墙转角或定位处开始盘角。每次盘角不超过三皮砌块,并及时进行吊靠。交接处的内外墙应同时砌筑、纵横墙交错搭接,非承重墙与承重墙不同时施工时,应在承重墙的水平灰缝中预埋ϕ4钢筋网片作连接筋,其间距沿墙高不大于600 mm埋设,且伸出长度每边均不小于600 mm,以增加墙体的整体性。
3)小砌块被撞时应重新铺砌。洞口、管道、沟槽和预埋件,应在砌筑时预留或预埋,不得随意凿墙。在承重墙内不得混砌黏土砖或其他墙材料,若需镶砌,采用与小砌块材料强度同等级的预制混凝土块。
4)工程实践中,墙体斜裂缝主要发生在顶层横墙处及窗台口位置。为此应采取以下预控措施:
a.严禁使用养护龄期不足28 d的小砌块。b.顶层墙体砌筑砂浆不低于M7.5。c.沿顶层内横墙每隔两皮在小砌块的水平灰缝中设ϕ4钢筋网片拉通。d.在顶层房屋转角与内外墙T字接头处增加混凝土芯柱数量。e.所有窗口设窗台梁。
2.3 混凝土芯柱施工
芯柱是小型砌块建筑的重要结构特征,是保证小砌块建筑整体工作的重要构造措施,它是房屋抗地震作用的主要部件。因此施工时必须按以下要求进行操作:
1)芯柱的清理必须认真彻底。浇筑混凝土前必须指派专人清除孔洞内的杂物,并用水冲洗。每层芯柱脚位置的第一层小砌块必须采用U型小砌块竖砌。使其开槽口向外,以便清扫芯柱孔道杂物的出口,同时也便于绑扎或焊接钢筋。
2)每砌三皮小砌块必须在芯柱部位的水平灰缝中设4钢筋网片并伸入与芯柱相连墙体1 000 mm,以加强整体连接。
3)芯柱钢筋应用Ⅱ级钢筋,下料长度为层高加500 mm,施工时应从上往下穿入孔道,并通过开槽口与地圈梁伸出的插筋相绑扎搭接,搭接长度40d并不小于500 mm。
4)砌筑砂浆强度大于1 MPa后,用模板封闭开槽,先浇筑500 mm厚与芯柱混凝土配合比相同的水泥砂浆。然后按预先计算的芯柱混凝土量分层浇捣芯柱混凝土,浇至离芯柱最上一皮小砌块顶面50 mm止。混凝土等级不小于C15,浇筑混凝土时不得中断,每浇筑400 mm～500 mm高度混凝土用内部振捣棒进行捣实。
5)浇筑芯柱混凝土时应设专人检查混凝土灌入量,每个芯柱的混凝土灌入量不应小于计算量,在实际施工中,芯柱最容易发生的质量问题是出现混凝土不连续、空洞或振捣不密实等缺陷解决的方法就是预先计算每个芯柱混凝土用量,并与实际灌入量对照解决混凝土的密实度,这是一个行之有效的方法。
2.4特殊部位的施工应牢固可靠
1)木门框与墙连接。
在小型单孔砌块孔中埋入涂上防腐剂的木砖,用砂浆或细石混凝土填实木砖四周的孔隙,砌门洞口时,将楔形木砖小头的一面外露砌于洞口两侧。每侧按洞口高度均匀设置3块带木砖的砌块,待安装门框时即可用钉子固定在木砖上。
2)塑钢窗或铝合金窗与墙连接。
立口时小砌块的孔洞朝向窗框砌筑,门窗跑头或连接件插入孔洞中用水泥砂浆填实。
塞口时用铆钉将铝合金条钉入窗框背面,再用射钉枪固定铝合金条于砌块上。
3)暗管线敷设。
照明、电视、电话采用钢管或塑料管,在埋设前管内穿铁线水平管线可敷设于楼地面上,或设在圈梁模板内侧。竖向管线随墙体砌筑埋在小砌块垂直孔洞内,管线出口处用U型小砌块竖砌,内埋开关盒、接线盒、插座盒等配件,四周用砂浆填实。
参考文献
[1]GB 50203-2002,砌体工程施工质量验收规范[S].
砌体空心 篇4
本人在设计砌体结构的写字楼时, 规划采用210mm的中型烧结页岩砌体, 后来由于没有这种材料可供应改为230mm混凝土空心砖砌体, 砂浆强度等级是相同的。把两次设计的计算结果比较起来, 发现个别墙肢对混凝土抗震承载力是满足要求的, 而普通的砌体无法满足抗震承载力, 针对这种空心率已经超过50%, 而且墙后小的混凝土空心砌块抗震承载力反而更大, 与我们正常的思维恰恰相反, 这才注意到了混凝土空心砌块砌体会得到非常广泛的运用。
一、试验方法与设计方案
进行抗震设计计算的基本性能指标是通过其砌体砌块的抗剪强度来体现的, 其抗剪强度的体现方式可以分为截面为梯形的抗剪强度和截面为根据通道缝隙的抗剪强度, 但由于实际工程中的具体情况, 进行合理的分析, 所以此方案根据我们国家近年来, 已有的混凝土砌体砌块剪压的结果分析, 并运用砌体砌块的破坏区理论, 提出了剪压复合抗剪强度的混凝土空心砌块砌体的方案。由于主拉理论的单一性, 很明显的其计算方式存在缺陷, 使得其不能对所有形态都适用, 还可能引起安全的问题。所以选用复合型作用下的混凝土砌体砌块的剪压方式是可行的, 符合实际的。
二、剪压复合作用下的抗剪强度曲线
(一) 剪压破坏理论
实际砌体剪压实验表明, 具有斜压破坏特性的竖向斜裂缝破坏特征中也存在具有明显剪摩破坏特征的砂浆层水平裂缝;而且在剪摩和斜压破坏特征中也同样存在明显的剪压破坏特征, 破坏的程度稍有不同, 此外, 至今还没有彻底的精确划分, 尤其是剪压和剪破之间的破坏划分, 这样对于砌体的实际操作性要经过试验后方可进行。
因此, 在砌体剪压的破坏区理论中, 可以划分两个破坏区域, 分别是剪摩剪压破坏区域和剪压斜压破坏区域, 这两个破坏区域之间随着Y的逐步增大, 彼此间互相渗透的更快。所以, 在剪摩剪压破坏区域中, 用库仑公式计算砌体抗剪强度, 用主拉理论计算砌体抗磨, 并且按照一定的比例分配的权值进行叠加, 从而得到准确的数据。同理, 在剪压斜压破坏区域中用主拉应用理论公式计算出砌体抗剪强度, 用主压应用理论公式计算出砌体的抗压强度, 并按照一定的比例分配权值进行叠加, 从而得到对应的数据。为此, 经上述推导, 砌体抗剪强度在剪压复合作用下的全曲线公式:
式中, A、B可以按照通过实验统计得出的均值结果。直接可以简单的把混凝土砌块体抗剪强度的最高值折减85%, 然后混凝土空心砌块的抗剪强度设计的表
达式可以直接按照下面式子计算:
尽管计算得到的是一条光滑而且连续的曲线, 但是还缺少试验作为有力支持。
(二) 平均值的计算
由图1曲线的数学特性, 式 (1) 参数可进行推导, 过程如下:
根据国家现有的58片不同加载方式、不用尺寸的空心混凝土砌块砌体试验结果, 与此同时参考文献中有实时的研究成果表明, 混凝土空心砌块砌体在剪压复合作用下的抗剪强度曲线中重要参考取值如下:
(1) 曲线峰值点坐标
曲线最高点的坐标 (b, ymax) 取值应该针对于坐标为x=σy/fm、y=fv E, m/fm的剪压相关曲线, 而相关文献中b的取值都不一样 (应该是混凝土中参加了其他的成分所导致, 但是差距不算太大, 可以算在误差范围内, 对其结果无明显影响) ;重庆建筑大学的教授, 骆万康先生通过试验得出, 对于普通粘土的砌体结构回归曲线的峰值点取0.503;湖南大学的刘桂秋教授把所有砌体结构都统一取0.67;而官方相对应的混凝土相关曲线峰值取0.6, 综合上述的取值, 考虑到地域环境影响和动力试验相对于取值应该偏低一些, 所以本文建议的取值为0.55。而纵坐标ymax的取值都统一按照参考文献给出的取值结果为0.20。
(2) 参数γ=fv0, m/fm的取值
在每次试验中, 因为存在较大的差异, 所以在混凝土砌块砌体的抗剪实验中, γ值均不一样, 本文的推导如下:
1. 由此可以分析出数据分布情况, 峰值最大的横坐标可以取8, 即σy, m/fv0, =8
2. 对于混凝土空心砌块砌体的相关剪压曲线, 坐标系统为x=σy/fm、y=fv, m/fm, 峰值坐标b=0.55.
由图中峰点坐标带入公式可以解得:a=2.81, A=1.40
代入式 (1) 中得到混凝土空心砌块体在剪压复合作用下的抗剪抗震强度的均值公式为:
为了对比方便, 将γ=fv0, m/fm=0.07代入即:
三、混凝土空心砌块砌体抗震抗剪强度设计值公式
(一) γ的取值
与试验时的取值不同, 在进行砌体实际中fV0和f的取值都已经明确的标明, 根据砌体规范表当中所给出的混凝土砌块砌体实际类型, 由此可得出γ的取值范围在0.015~0.050之间, 平均值应为0.026, 所以γ取其近似值0.03.
(二) 设计时抗震抗剪强度公式的确定
根据实际的理论分析, 砌体的强度平均值与强度设计值之间的关系是:
公式中, γf为砌体结构中其材料的性能分项系数, 一般而言, 应当按施工的控制等级选为B级, 最为合理, 取为1.6, σf为强度的变异系数, 计算时一般取0.2。
将其各个值带入到上述公式当中, 从而可以得出f=0.42fm。
考虑到设计的公式应该符合混凝土砌块砌体结构在剪压复合条件的破坏条件, 需要满足式 (3) -式 (5) , 所以做以下处理:
1) 把曲线的原点向下平移, 即fv0=0.03f0。
2) b值仍然取0.55。
3) 剪压相关曲线在解式 (3) -式 (5) 中可以解得曲线在x=1时, y=0。
由上述条件求得A=0.38, B=0.41 a=2.92
综上所述把结果代入式 (1) 中, 得出混凝土空心砌块砌体在剪压复合条件下的抗震抗剪强度设计公式为:
结束语:
通过实际的数据分析与验证得出:与之前的砌体砌块剪压试验得出的曲线相比较, 剪压复合型的曲线不但拥有下降断, 而且还具有连续光滑的特点;实现砌体对剪压相关曲线中保持抗震抗剪的破坏形态模拟, 可直接运用高层建筑结构设计, 在单调递增的抗剪强度规范中避免了不安全和不合理的因素。
摘要：随着社会的不断发展, 人们生活水平的提高, 人们对身边的一切都越来越关注, 近些年来环境在不断的恶化, 地震、雾霾等环境污染逐渐的加剧, 人们对其也越来越重视, 使得我们对抗震的措施也不断的重视。所以混凝土空心砌块砌体抗震抗剪强度的研究, 也就显得尤为的重要。
关键词：混凝土,空心砌块砌砖,抗震抗剪
参考文献
[1]刘建筑.混凝土空心砌块砌体抗震抗剪强度[J].世界家苑, 2012, (10) .
[2]吕伟荣, 施楚贤, 刘锡军等.混凝土空心砌块砌体抗震抗剪强度[J].土木建筑与环境工程, 2012, 34 (5) .
[3]何淅淅, 易国辉, 杨智.试验方法对保温复合混凝土空心砌块砌体抗剪强度的影响[J].建筑技术, 2010, 41 (4) .
[4]何明胜, 王勇, 夏多田等.新型复合砌块砌体抗剪强度试验研究[J].工业建筑, 2013, 43 (5) .
[5]张宁, 祝英杰.高强混凝土小型空心砌块墙抗震性能分析[J].四川建材, 2011, 37 (3) .
砌体空心 篇5
1 工程概况
某地区建设多栋办公楼, 采用框架剪力结构, 全部使用混凝土空心砌体和水泥砂浆进行砌筑。
2 建筑混凝土空心砌体施工技术的实践要点
2.1 混凝土空心砌体排列规则。
在进行混凝土空心砌体施工的时候, 需要注意的是杜绝孔与孔之间出现交错现象, 排列要有秩序、整齐划一, 以此提高墙体的承重力和抗压性。砌体的排列具有许多不同的规则, 但是施工中具体采用哪一种, 还需砌体施工人员仔细观察, 摸索砌体排列的规律, 根据规律绘制图纸, 严格按照图纸进行施工, 确保施工质量和施工进度。
2.2 建筑混凝土空心砌体施工准确。
首先, 施工之前要先把施工材料准备全面。作为施工的基础, 混凝土砌体的形状大小、数量的多少等都要符合施工的要求和规定, 在运输至施工现场的过程当中一定要引起足够高的重视, 不能有任何的磕磕碰碰, 因为即使这种砌体的质量较好, 但是如果在运输过程中没有引起重视, 很容易发生变形, 成为建筑施工的安全隐患, 而且运输不要一次性的运至现场, 最好要分批次进行运输。在施工材料进入施工现场之前, 还要有一个质量检测的流程, 这样做的目的就是确保施工材料的质量符合规定, 力求做到万无一失, 需要进行检测的施工材料主要包括空心砌体、水泥、中砂、掺合料、预埋构件、钢筋等。此外, 同样不可忽视的是施工之前的技术准备工作。混凝土空心砌体施工有着相当严格的技术要求, 这项施工技术含量特别高, 具体的施工之前会绘制图纸, 图纸的主要内容就是混凝土空心砌体的排列顺序, 图纸绘制完了并不是就完事了, 而是要对其有一个准确和全面的把握, 对图纸上的内容了解的一清二楚, 不放过任何一个细节, 因为图纸上的内容没有一点是虚设的, 要对建筑构造有一个详细的概念, 由于建筑混凝土空心砌体施工由不同的施工队伍分阶段配合完成, 这就对队伍之间的技术交底工作提出了严格的要求, 因为一旦技术交底不顺利或出现些许的差错, 就会影响到整个建筑工程的施工进度和施工质量, 甚至造成难以挽回的后果, 施工现场的秩序和环境必须达到施工要求, 由于混凝土施工材料以及所用砌体具有自身的特殊性, 而且容易受到外部环境和某些不确定性因素的影响, 尤其是不应该存放在潮湿、阴雨的环境之下, 这样很容易使其丧失自身的性能, 所以, 要完善施工场地的通风和排水设施, 以备不时之需。
2.3 建筑混凝土空心砌体施工使用材料。
最重要的是看混凝土空心砌体的规格和型号是否满足混凝土施工需求, 并检查自重是否正常, 过重或过轻都是不被允许的, 砌体材料的选购要选择有信誉的生产厂家, 产品质量出厂合格证书必须具备, 因为这是保证材料质量的唯一的硬件证据, 对空心砌体进行全面的质量检测是不太可能的, 但是也不能不进行检测, 我们可以采取抽样调查的方式测验材料的质量和性能, 从各方面提高空心砌体及其他建筑材料的质量进场门槛, 确保建筑混凝土空心砌体施工质量;第二, 杜绝使用有裂缝、有残缺的空心砌体, 尤其是承重墙施工, 一旦空心砌体出现裂缝或残缺不全, 无疑会降低墙体的承重力, 使得建筑物的抗震性、稳定性、安全性遭到威胁;最后, 在对墙体进行施工的时候, 要保证空心砌体的生产期限达到要求和规定, 只有超过或正好达到28天才允许使用, 因为只有满足这个期限, 其收缩才能全部完成, 不至于使墙体在后期出现大的裂缝。
2.4 建筑混凝土空心砌体墙体施工。
显而易见, 混凝土空心砌体有一个最大的特点就是这种砌体是空心的, 这就不可避免的导致其干脆易裂, 砌体之上很容易存在裂缝, 但是有可能特别小, 不容易被发现, 一旦砌体存在裂缝, 施工之后墙体就很有可能因此出现裂缝, 由此可知, 实际施工一定要遵循施工程序, 满足施工要求, 达到施工的技术标准, 以下几方面是需要注意的施工要点:
混凝土空心砌体上部肋较薄, 底部肋较厚, 在施工时要将底面朝上, 以方便砂浆摊铺;严格按照砌体排列图和设计图纸进行铺砌, 其中水泥灰缝宽度在8mm12mm之间, 该工程将横向和纵向灰缝均控制在10mm, 砂浆饱和度不得小于80%, 强度不小于M5.0。
2.5 建筑混凝土空心砌体芯柱施工。
芯柱是作为建筑混凝土空心砌体施工的关键部位, 芯柱对整体施工的影响极大, 建筑物的稳定性、抗震性和坚实性在很大程度上取决于芯柱施工, 以下是芯柱施工需要注意的地方:
开展芯柱浇筑工作时, 浇筑量要提前就计算好, 实际的浇筑量稍微超过预算的量对施工的影响不大, 但是要保证不能超过太多, 最好安排专业的人士对浇筑量进行细致的检查。为了保证芯柱的施工质量, 要在混凝土的浇筑量和密实度之间进行一番比较。
2.6 管线、门窗洞口施工。
(1) 门框与墙体连接部位, 在单排空心砌体中埋设具有防腐性的木砖, 使用砂浆将木砖四周孔隙填实;每侧根据门洞高度均匀设置三块木砖, 门框安装时用钉子固定。 (2) 管线通道一般都设置在墙体之内;管线一般分为横向管线和纵向管线, 对于前者, 一般选择铺设在地面之下, 对与后者, 常常会铺设在墙体内, 管线的出口也要引起高度的重视, 出口位置要进行竖砌, 使用的砌体一般都是“U”型砌体;插座一般都会设在外墙体之内, 安装之后, 需要用白灰、砂浆等材料进行进一步的涂抹。
结语
总而言之, 开展建筑混凝土空心砌体施工的时候, 预先的施工准备工作必须要充分, 应对施工现场进行动态的、全程的监督与管理, 最终使建筑物的施工质量和施工进度符合规定与要求。
摘要：笔者在文中探讨并研究了建筑混凝土空心砌体施工技术实践要点, 包括墙体、门窗、管线等方面, 希望产生一定的参考价值和借鉴意义。
关键词：混凝土空心砌体,施工技术,实践要点
参考文献
[1]郭丰.实例分析建筑混凝土空心砌块施工技术[J].中国科技博览, 2012 (20) :175.
砌体空心 篇6
关键词：粉煤灰自保温空心砌块,砌体,抗压强度,试验
钢筋混凝土框架结构中的填充墙是非承重墙,宜选用具有一定强度的轻质砌体材料,减轻结构重量、降低造价,并有利于结构抗震,对外墙还应有保温隔热的性能要求。传统的外墙保温工程不仅增加造价,还会引发火灾及二次环保问题,因此各种新型自保温墙体材料,如砂加气砌块、加气混凝土砌块、节能复合混凝土空心砌块[1]、节能复合混凝土横孔空心砌块[2]等不断涌现,并已应用于实际工程。
本文采用的新型墙体材料-粉煤灰自保温空心砌块(以下简称空心砌块),以粉煤灰为主要原料,掺加炉渣和农作物秸秆颗粒等,生产过程免除了高温养护及炉窖烧结,通过原材料与改性剂混合搅拌后产生的化学热进行升温、恒温、降温,养护时间为16～18 h,快捷成型,最大限度地降低了能源消耗和资源浪费,具有利废、质轻、节能、节地、成本低等优点,传热系数为0.58W/(m2·K),保温性能良好。
通过试验,本文研究了空心砌块砌体的抗压性能,为新型自保温墙体材料的推广应用及抗震性能分析提供一定的参考依据。
1 空心砌块及砌筑砂浆的抗压强度试验
1.1 空心砌块抗压强度
空心砌块尺寸为390 mm×240 mm×190 mm,孔型为双排四孔,孔洞率>40%,如图1所示。
分4组共20个试块,根据《混凝土小型空心砌块试验方法》(GB/T4111-1997)[3]的有关规定,测得空心砌块的抗压及抗折强度平均值,见表1。
1.2 砌筑砂浆抗压强度
砌筑砂浆采用普通预拌砂浆,分3组共18个试块,根据《建筑砂浆基本性能试验方法》(JGJ/T 70-2009)[4]测得砂浆的抗压强度平均值,见表2。
2 空心砌块砌体抗压强度试验
2.1 试件设计与制作
为综合研究空心砌块砌体的抗压性能,改变砌块和砂浆强度进行抗压性能试验,共分6组,每组3个试件,试件的设计方案如表3所示。
根据《砌体基本力学性能试验方法标准》(GB/T50129-2011)[5],空心砌块抗压试件的尺寸为600mm×240 mm×1 000 mm。抗压试件砌筑在带吊钩的厚度为10 mm的钢垫板上,试件顶部用10 mm厚的1:3水泥砂浆找平。全部试件由同一瓦工砌筑,室内自然条件下养护28 d。
为量测试件的横向变形,在试件正反面宽侧面的水平中线上分别安装两个千分表,测点间的距离为400 mm;为量测试件的竖向变形,在试件正反面两个宽侧面的竖向中线上分别安装两个位移计,测点间的距离为400 mm。抗压试件及位移量测仪器布置情况见图2。
2.2 试验加载装置及试验步骤
采用带有饲服装置的抗压试验加载设备,该设备能测出砌体受压应力-应变关系的下降段。试验装置如图3所示。
首先在试件的四个侧面上画出竖向中心线,以便试件就位时的物理对中;然后将放置于钢板上的试件吊装到试验台座上,应使试件四个侧面的竖向中心线对准试验机的压板中心线;用湿砂垫平试件顶部,并放置30 cm厚的钢板,钢板面积大于试件横截面面积,钢板上再垫一层胶皮,以保证试验机压板与试件顶部的充分接触。
试验时,首先施加10 kN压力,反复预压试件3～5次,监测两个宽侧面的轴向变形值,其相对误差不应超过10%,否则要重新调整试件位置或重新垫平试件;试验采用物理对中、分级均匀施加荷载的方法,同时测量、记录变形值;施加荷载过程中仔细观察和捕捉第一条发丝裂缝,并记录初裂荷载值;当变形值突然增大时,应观察和记录此时可能出现的裂缝,直至试件破坏。
2.3 试验结果
试验结果见表4。按照裂缝出现和发展特点,空心砌块砌体的破坏过程分为三个阶段。
第一阶段:从试件开始受压到单个砌块开裂。由表4可知,粉煤灰空心砌块砌体开裂荷载约为极限荷载的55%～88.5%,砂浆强度越低,则砌体强度越低,初始裂缝出现越早。砂浆强度提高,则砌体强度提高,初始裂缝出现变晚,砌体破坏时脆性性质越明显。从平均意义上讲,粉煤灰空心砌块砌体与空心粘土砖砌体、混凝土空心砌块砌体、加气混凝土砌块砌体相比,脆性较大[6]。
第二阶段:形成连续裂缝。单个砌块开裂后,随荷载增加,竖向裂缝逐渐扩展,开裂砌块的数量增多,有些裂缝与竖向灰缝贯通。试件侧面沿砌块肋部开始形成竖向裂缝,并随荷载增大逐渐延伸和扩展。
第三阶段:形成贯通裂缝,砌体完全破坏。当荷载加至破坏荷载的90%左右时,裂缝的开展急剧加快,最后贯通整个试件,并将试件劈裂成若干个小立柱而使之丧失承载力,达到极限破坏状态,破坏过程中某些较弱的砌块沿肋部压酥胀裂,水平灰缝损坏。
典型试件的破坏形态如图4所示。
3 试验结果分析
3.1 空心砌块砌体的抗压强度
我国现行《砌体结构设计规范》(GB50003-2011)[7]中建议,各类砌体抗压强度平均值采用二项式表达的统一表达式,见式(1)。
式中,fm为砌体抗压强度平均值(MPa);f1为块体的抗压强度平均值(MPa);f2为砂浆的抗压强度平均值(MPa);k1为与块体类别有关的参数;α为与块体高度及砌体类别有关的参数;k2为砂浆强度影响的修正系数,一般情况下,k2取值为1。
对表4中空心砌块砌体抗压强度平均值进行回归分析,得到本次试验所采用的空心砌块砌体抗压强度平均值计算公式(2),拟合相关系数为0.82。抗压强度试验结果与计算结果的比较如表5所示。
注:表中fcal为按式2的计算结果。
3.2 空心砌块砌体的弹性模量
根据文献[5]和试验结果,按式(3)计算试件的弹性模量E。
式中,f为试件的抗压强度,ε0.4为对应于应力为0.4f时的轴向应变值。
对试验数据进行回归分析,见图5,得到空心砌块砌体弹性模量的回归公式(4),拟合相关系数为0.81。
3.3 空心砌块砌体的泊松比
根据试验结果,取应力σ等于0.4f时的泊松比v0.4为该试件的泊松比。试验数据较为分散,但多数集中于0.2～0.4之间,近似取平均值0.315作为空心砌块砌体的泊松比。典型试件的应力与泊松比曲线如图6所示,虽然试验数据较为分散,但仍可看出砌体开裂以前,泊松比变化幅度较小,开裂以及达到极限承载力时,泊松比增大幅度较大,试件表现出不稳定状态。
4 结论
1)粉煤灰多孔砖砌空心砌块砌体受压破坏过程和破坏形态与混凝土空心砌块砌体、加气混凝土砌块砌体等类似,但具有更明显的脆性。
2)给出了粉煤灰空心砌块砌泊松比建议值、抗压强度和弹性模量建议计算公式,公式计算结果和试验结果拟合良好。
3)作为一种新型自保温墙体材料,粉煤灰空心砌块砌体的抗压强度、弹性模量均小于混凝土空心砌块砌体,泊松比偏大[8],同时保温性能良好,因此适用于框架结构非承重填充墙。
参考文献
[1]孙伟民,戴薇原,郭樟根,等.新型节能复合混凝土空心砌块砌体抗震性能的试验研究[J].地震工程与工程振动,2006,26(5):136-143
[2]吴方伯,陈伟,黄海林,等.新型混凝土横孔空心砌块砌体受压性能研究[J].湖南大学学报(自然科学版),2010,37(11):1-5
[3]GB/T 4111-1997.混凝土小型空心砌块试验方法[S].北京:中国建筑工业出版社,1997
[4]JGJ/T 70-2009.建筑砂浆基本性能试验方法标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2009
[5]GBfr 50129-2011.砌体基本力学性能试验方法标准[S].北京:中国建筑工业出版礼,2011
[6]林超,郭子雄,黄群贤,等.不同新型墙材砌体的力学性能对比分析[J].华侨大学学报(自然科学版),2012,33(5):552-556
[7]GB50003-2011,砌体结构设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2011
砌体空心 篇7
针对普通竖孔砌块空心率小、墙体易开裂、保温隔热性较差、不易埋管等问题,本课题组提出了一种新型混凝土砌块———横孔连锁混凝土空心砌块(以下简称横孔砌块),见图1。该砌块由顶板、底板、上凸肋、下凸肋及侧壁等组成,具有干砌、抗裂、防渗、隔热、抗震、轻质、环保、方便布置管线等优点。该砌块砌筑的墙体,上皮砌块的底板与下凸肋形成的凹槽同下皮砌块的上凸肋相契合,实现上下皮砌块连锁咬合,自动摆正。砌筑方法分为干砌法与湿砌法两种:采用干砌法砌筑时,先用砌块将墙体干垒成型,然后在横竖缝处填实砂浆;采用湿砌法砌筑时,与普通墙体砌筑方法类似,先在下皮砌块侧壁上的缺口处抹上砂浆,再摆放上皮砌块,砌一皮校正一皮,直至砌完顶皮砌块。两种砌筑方法施工工艺简便,易掌握,便于大规模推广。
图1 横孔连锁混凝土空心砌块
本课题组前期对横孔砌块砌体的轴压、局压性能、抗剪性能、抗震性能及平面外受力性能等进行了大量研究[1,2,3],但这些研究并未考虑不同砌筑方法对砌体力学性能的影响。本文通过对不同砌筑方法和不同型号的四组(共24个)横孔砌块砌体进行了抗压试验,对比其破坏过程及抗压强度的差异,可为横孔砌块在实际工程中的推广应用提供依据。
1 试验概况
1.1 原材料
试验用横孔砌块由湖南某公司提供,主要由建筑垃圾、水泥、细砂等原材料经大型机械压制成型,主砌块规格(长×宽×高)分别为295mm×100mm×220mm、295mm×190mm×220mm,前者定义为A类砌块,后者定义为B类砌块。砌筑砂浆采用混合砂浆,配合比(重量比)为:水泥∶石灰∶中砂=1∶0.1∶5。
1.2 试件设计与制作
试件分为四组,按照GB/T 50129—2011《砌体基本力学性能试验方法标准》[4],所有砌体试件由三皮砌块组成,试件高度分别为640mm(干砌)、650mm(湿砌)。每组6个试件,编号分别为GA-1~GA-6、SA-1~SA-6、GB-1~GB-6、SB-1~SB-6,共24个试件。其中,G、S分别表示砌筑方法为干砌、湿砌,A、B表示砌筑砌体所用不同型号砌块的类别。
所有试件均砌筑在带吊钩的80mm厚混凝土垫板上,其中湿砌试件砌筑时保证上皮砌块的底板与下皮砌块的上凸肋不接触。试件砌筑完成后,在室内自然环境中养护28d。
1.3 材性试验
1.3.1 横孔砌块的抗压强度
对A、B两类砌块,参照GB/T 4111—2013《混凝土砌块和砖试验方法》[5]的规定,随机抽取5个进行抗压强度试验,找平方式如图2a所示。砌块的抗压强度按f=P/S计算,其中,P为破坏荷载,S为砌块受压净面积。试验实测横孔砌块抗压强度见表1,由表1可知:两类砌块的平均抗压强度fm分别为8.64MPa、7.93MPa,均可将其强度等级定为MU7.5。
图2 横孔砌块材性试验
表1 横孔砌块抗压强度试验结果
砌块的典型破坏形态如图2b所示。由图2b可见,在顶板、底板靠近凸肋处产生沿横孔方向的贯通裂缝,在侧壁靠近凸肋处产生小段斜向裂缝并伴随鼓出或剥落现象。
1.3.2 砂浆抗压强度
根据JGJ/T 70—2009《建筑砂浆基本性能试验方法标准》[6]的要求,制作一组(3个)立方体试块,实测其抗压强度,试验结果见表2。由表2可以看出,砂浆的平均抗压强度为8.34MPa,强度等级满足M7.5的要求。
表2 砂浆抗压强度试验结果
1.4 试验装置及试验步骤
为测量试件的竖向变形,试验前在试件两个侧面的竖向中线上,通过粘贴于试件表面的脚标安装百分表。试验加载及测量装置如图3所示。
1———应变传感器;2———30t手动泵千斤顶;3———钢板;4———试件;5———脚标;6———竖杆;7———百分表;8———反力架;9———混凝土垫板
图3 抗压试验加载及测量装置(单位:mm)
试验参照GB/T 50129—2011进行,采用物理对中、分级均匀施加荷载的方法,在预估破坏荷载值(以下简称预估值)的5%~20%区间内,反复预压3~5次。正式加载时,每级荷载取预估值的10%,并在1~1.5min内均匀加完,恒载1~2min后施加下一级荷载。加荷至预估值的60%后,将每级荷载减小至预估值的5%。加荷至预估值的80%时拆除百分表,然后保持5%的加荷速度继续加荷至破坏(应变仪读数明显回落或试件塌裂时判为破坏)。试验过程中记录百分表读数、开裂荷载值、破坏荷载值、裂缝开展情况及试件破坏形态。
2 试验结果与分析
2.1 试件破坏特征分析
2.1.1 抗压试验过程及破坏形态
GA组试件(100mm厚干砌)在整个加载过程中均未出现竖向裂缝,出现的横向裂缝均从砌块横孔边缘向横孔内部方向发展,量少且粗,并集中在侧壁与顶板、底板的交角处。下面以试件GA-4为例对其具体的破坏过程进行描述:加载至40.34k N时,顶皮砌块顶板靠近凸肋处出现较长裂缝,随荷载增大,顶皮砌块顶板处裂缝贯通,底板靠近凸肋处产生小段裂缝,两侧壁靠近顶板处出现较细的通长裂缝,如图4a,荷载达到53.15k N时,顶皮砌块的顶板、底板沿横孔方向的通长裂缝,如图4b迅速发展,应变仪读数明显回落,砌体宣告破坏。而试件GA-2在加载至35.45k N时顶皮砌块突然歪向E面,且顶板、底板及E面侧壁均有通长裂缝出现,顶部两皮砌块间的砂浆层有剥落现象,推测是由于砂浆饱满度过低被压碎,从而导致顶皮砌块的歪斜并提早破坏。
图4 GA组试件破坏形态
大多SA组试件(100mm厚湿砌)破坏前无明显征兆,破坏时顶部两皮砌块的顶板、底板及侧壁均崩裂,且侧壁有切削现象,表现出极大的脆性。试件破坏之前通常出现顶部找平砂浆开裂剥落的现象。以试件SA-2为例介绍其具体的破坏过程:加载至90.3k N时,顶皮砌块W面找平砂浆开裂,之后慢慢有剥落迹象,如图5a,但砌块及灰缝砂浆处一直未产生裂缝,加载至145.86k N时,突然“嘣”的一声巨响,试件被压溃,顶部两皮砌块崩裂开,中间皮砌块的侧壁有明显切削现象,如图5b。只有试件SA-1、SA-4破坏前在顶皮砌块的顶板或底板处观察到细小裂缝,随后试件在裂缝未有明显发展的情况下即被压溃。
图5 SA组试件破坏形态
GB组试件(190mm厚干砌)的破坏过程与GA组相似,裂缝少而集中,多产生在侧壁与顶板、底板的交角处,见图6a,但试件的破坏过程及破坏形态表现出较大的离散性,主要体现在试件GB-4、GB-5在加载过程中产生横向裂缝的同时沿竖向灰缝由上而下产生近乎贯通的竖向裂缝,见图6b。
图6 GB组试件破坏形态
与SA组类似,多数SB组试件(190mm厚湿砌)捕捉不到裂缝,在毫无征兆的情况下即宣告破坏。不同的是SB组试件破坏时顶部两皮砌块的顶板、底板及侧壁表现为裂开,侧壁无明显切削现象,见图7,顶部找平砂浆也无开裂剥落现象,破坏的剧烈程度相比SA组稍轻。
图7 SB组试件破坏形态
2.1.2 砌筑方法对砌体破坏特征的影响
根据试验现象可知,干砌试件在受压过程中先有裂缝产生、发展的过程,然后砌体才由于裂缝的充分发展而丧失承载能力,宣告破坏。而多数湿砌试件在还未捕捉到裂缝的情况下直接被压溃,且破坏剧烈,表现出很大的脆性,A类试件脆性更明显。
2.2 抗压试验结果分析
2.2.1 抗压强度试验结果
试件的抗压强度由公式(1)计算:
式中:f为试件抗压强度,MPa;Pu为试件的破坏荷载值,k N;A为试件的毛截面面积,mm2。各组试件的抗压强度实测值按式(1)的计算结果见表3,其中:Pcr为开裂荷载,fm为抗压强度平均值。
表3 抗压强度试验结果
2.2.2 砌筑方法对砌体抗压强度的影响
由表3可知,SA组试件的抗压强度约为GA组试件的2.52倍,SB组试件的抗压强度约为GB组试件的1.44倍,可见湿砌试件的抗压承载力高于干砌试件。分析原因可以解释为:干砌试件上皮砌块的底板与下皮砌块的上凸肋紧密接触,直接传力,上、下皮的侧壁通过抹入的砂浆也参与传力,且处于偏心受力状态。此时,砌块的角部及顶底板受力复杂,容易产生应力集中形成破坏面,从而成为受力薄弱部位;而湿砌试件上皮砌块的底板与下皮砌块的上凸肋不接触,不参与传力,上、下皮砌块主要通过侧壁传力,且侧壁基本处于轴心受压状态。湿砌试件的受力状态明显优于干砌试件,如图8所示。因此,湿砌试件的抗压强度较高。
注:(a1)、(a2)为单个砌块受力图;(b1)(b2)为试件整体受力图
图8 试件受力状态图
由表3还可知,所有试件裂缝出现较晚。对于干砌试件,开裂荷载约为破坏荷载的70%~90%,且GB组试件相对GA组试件裂缝出现的更晚些。对于湿砌试件,开裂荷载与破坏荷载基本相同。
2.2.3 砌块型号对砌体抗压强度的影响
单从表3试验结果中的破坏荷载来看,SA组试件与SB组试件相差不大,可推断采用湿砌法砌筑时,砌块间主要依靠侧壁传力,不同型号砌块的侧壁高度与截面积相同,所以砌体的破坏荷载与砌块的型号无关。采用干砌法砌筑时,砌块的底板与侧壁均参与传力,B类砌块的底板面积远大于A类砌块,所以GB组试件的破坏荷载高于GA组试件。但由于不同型号砌块受压的毛截面面积约为两倍的关系,所以破坏荷载换算为抗压强度时会有不同的表现:干砌时,B类试件的抗压强度与A类试件相当;湿砌时,A类试件的抗压强度约为B类试件的1.86倍。
2.3 砌体受压变形性能
2.3.1 受压应力-应变曲线
根据试验数据绘制了各组试件的应力-应变曲线,如图9所示。考虑到仪器和人身安全,在加载结束前即拆除了百分表,加之该砌体的脆性破坏性质,本试验仅能得到该砌体应力-应变曲线的非完整上升段。
图9 各试件的应力-应变曲线
2.3.2 砌筑方法及砌块型号对砌体弹性模量的影响
由图9可见,干砌试件的应力-应变曲线斜率与湿砌试件无明显差别,说明砌筑方法对砌体的弹性模量无明显影响。而A类试件的曲线斜率明显大于B类试件的斜率,这主要是由于前者受压毛面积约为后者受压毛面积两倍引起的。
3 结论
(1)该横孔砌块砌体的抗压破坏过程与普通竖孔砌块砌体不同,裂缝少而集中,且多为砌块角部沿横孔方向的裂缝,较少出现竖向裂缝。
(2)砌筑方法对横孔砌块砌体的破坏形态、破坏荷载有很大影响,表现为湿砌砌体破坏的脆性远远大于干砌砌体,湿砌砌体的抗压强度明显高于干砌砌体。同时,砌筑方法对A类砌体抗压性能的影响更大。
(3)砌体采用干砌法砌筑时的受力状态、承载力不如湿砌法,且砌体稳定性不易保证,因此建议实际工程中采用湿砌法施工。
(4)横孔砌块砌体的开裂荷载出现较晚,这对房屋的耐久性来说是有利的,但砌体破坏时表现出较大的脆性,且湿砌法脆性尤为明显,建议实际工程中可通过采用配筋或加强边缘约束等措施来改善砌体的脆性。
摘要：为研究干砌法和湿砌法两种不同砌筑方法对不同型号横孔连锁混凝土空心砌块砌体抗压性能的影响,通过四组(24个)砌体试件的抗压试验,对其破坏特征、抗压强度进行对比分析。研究结果表明,干砌砌体在受压过程中先有裂缝产生、发展的过程,然后才丧失承载能力,而湿砌砌体多在未捕捉到裂缝的情况下直接被压溃,且后者的抗压强度明显高于前者;不同砌筑方法对较小尺寸砌块砌体抗压性能的影响更为显著。
关键词：砌筑方法,横孔,空心砌块,破坏特征,抗压强度
参考文献
[1]陈伟,周绪红,吴方伯,等.新型混凝土横孔空心砌块砌体基本受力性能试验研究[J].工业建筑,2011(12):98-101.
[2]贺可可.新型横孔空心砌块砌体局部受压试验研究及有限元分析[D].长沙:湖南大学,2012.
[3]蒋文.新型混凝土横孔空心砌块砌体有限元分析与抗压试验研究[D].长沙:湖南大学,2011.
[4]中华人民共和国住房和城乡建设部.GB/T 50129—2011砌体基本力学性能试验方法标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2011.
[5]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会.GB/T 4111—2013混凝土砌块和砖试验方法[S].北京:中国标准出版社,2013.
砌体空心 篇8
我国能源问题越来越突显, 建筑墙体材料产值高、能耗大, 建筑墙体的革新是我国建筑行业亟需解决的问题, 研究高性能新型建筑墙体材料对解决我国能源问题有着非常深远的意义。节能利废自保温混凝土空心砌块是一种新型建筑墙体材料, 通过砌体的性能研究分析, 进而改善我国建筑墙体能耗大、产值高的现状, 为我国能源的可持续发展做出贡献。
普通的混凝土砌块有很多不足, 而自保温混凝土空心砌块的优越性在于其自重较小, 保温隔热性能好[1]。
2 自保温混凝土空心砌块研究现状
随着我国经济的发展, 单一的节能墙体已经不能满足现在的生产需要。按照保温材料位置的不同, 复合节能墙体可以分为外墙外保温、外墙内保温以及自保温体系。其中外保温体系施工易受天气影响, 不易控制墙体质量、外墙装饰材料容易脱落、成本较高等问题。内保温体系的不足之处是建筑内表面潮湿、造成室温波动大、室内不宜吊挂物件、需要再次装修等问题。这两种体系的最大问题就是使用寿命问题, 造成施工成本增高。自保温体系是将结构墙体和保温隔热体系结合, 可以降低成本, 延长保温墙体的使用时间, 外墙渗水等问题也能有效的解决[2]。
国家颁布的普通混凝土小型空心砌块技术规程中规定, 混凝土空心砌块主体长宽高分别为390mm, 190mm和190mm, 必要情况下规格尺寸可以经过双方的协商来确定, 但是空心砌块的最小外壁厚度应该在30mm之上, 最小肋厚度应该在25mm之上。本文分析的空心砌块的长宽高尺寸大小分别为390mm、240mm和190mm, 同时其他参数在充分考虑了砌体相关结构要求之后严格符合国家规定。
同时, 在国家对于夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准和公共建筑节能设计标准中, 节能建筑热工艺材料需要满足冬天保温和夏天隔热, 二者缺一不可, 住宅的外墙传热系数小于等于1.5W/m2/K, 公共建筑的要求略低, 小于等于1.0W/m2/K。
3 节能利废自保温混凝土空心砌块性能研究
通过大量文献调研, 国内外对节能利废自保温混凝土空心砌块的研究主要从块型设计、砌体力学性能、砌体热工性能三个方面研究。
1) 块型设计研究
复合自保温混凝土空心砌块的块型设计主要有四种:一种是在传统混凝土砌块的基础上改造的, 一种是在N式砌块的基础上改造的, 一种是在联锁砌块的基础上改造的, 最后一种是在填充砌块的基础上改造的。
二十世纪后, 美国的混凝土砌块技术有了很大的发展, 其混凝土砌块的产品多种多样, 美国学者研究出高效自保温混凝土空心砌块TB型保温复合砌块, 这种砌块有着比较好的保温隔热性能。加拿大学者研究的保温隔热砌块, 该砌块将两排孔设计在主砌块, 并在外侧夹隔着绝热板。波兰学者也研究出了新型自保温混凝土空心砌块[7]。
2) 砌体力学性能研究
在研究砌体材料中, 对砌体进行力学性能研究, 进行结构内力分析、强度计算等是非常重要的。我国先后公布了《砌体基本力学性能试验方法标准》和《混凝土小型空心砌块试验方法》两个关于研究砌体力学性能的试验方法标准。
根据《砌体基本力学性能试验方法标准》将自保温砌块和混凝土空心砌块制成39cm×19cm×61cm的抗压试件和39cm×19cm×59cm的抗剪试件, 灰缝厚度在1cm左右, 承压面用1:3水泥砂浆找平, 控制在1cm的厚度。试件制作完成后需要在自然条件下进行养护28天成型后才能进行抗压抗剪试验。用实验室200T压力试验机测定其抗压强度、抗剪强度。
3) 砌体热工性能研究
按照《混凝土小型空心砌块试验方法》制作试验试件, 按照传统砌法砌筑于试件架内 (高1米、宽1米) , 试件架内部抹有2cm厚的混合砂浆, 外部抹有2cm厚的水泥砂浆, 待砂浆干燥硬化后在试件上均匀布置测温点和热流计。
砌体热工性能的检测方法主要有热流计法和热箱法[6]。
热流计法就是采用热流计和热电偶进行实时采集砌体两侧的温度差和热流量。这也是国内外研究的主要方法。利用热流计实时监测砌体试件的热流量, 监测热流量的同时也应采用热电偶测量试件冷热表面的温度, 然后根据试件内外表面的温差和热流量, 根据公式 (1) 、 (2) 和 (3) 计算试件的热阻值和传热系数等, 从而可以判断墙体是否符合国家规定的节能标准和要求。
注:R—围护结构热阻 (m.k/w)
注:R0—围护结构传热阻 (m.k/w)
Ri—内表面换热阻 (m.k/w) (一般取0.11)
Re—外表面换热阻 (m.k/w) (一般取0.04)
注:K—围护结构传热系数[W/ (㎡·K) ]
但是这种方法受季节的影响较大, 测试时需要在采暖时间较长的房间内进行。
热箱法与热流计法的原理一样, 主要实验方法是:在试件两侧分别建立所需的温度、风速和辐射条件的热箱和冷箱。待两侧条件稳定后, 测量空气温度、试件和箱体表面温度, 根据公式 (4) 计算传热系数[5]。
热箱法的优点就是不受季节的影响, 但是由于其热桥部位无法测试造成这种方法不够完善, 也不是经常使用的方法。
4 提升混凝土空心砌块热工艺性能的措施
改造常规的混凝土空心砌块可以适应当代节能减排的思想。混凝土空心砌块的主要组成成分一般是混凝土肋壁和孔洞, 衡量其热工艺性能的参数是平均热阻, 平均热阻的大小不仅和材料的热工艺性能相关, 也容易受到孔洞大小、形状、排列方式和整体孔洞率影响。所以提升混凝土空心砌块的热工艺水平可以从材料、块型和孔洞三方面来考虑, 现如今有五种改造思路[4]:
1) 改变砌块孔型, 增大对流长度。圆形、正方形和矩形是目前常见的空心砌块中的孔型。在孔洞率相同的情况下, 不同孔型中圆形的传热系数最高, 正方形次之, 矩形传热系数最低。矩形孔容易产生长路对流现状, 圆形和方形则出现短路对流。孔洞的表面温差带来了对流换热, 因此越长的对流环路越容易增大空气层的热阻。如果砌块中存在大量的与热流方向平行的水平孔, 会大大增强其对流换热, 短路对流会迅速增加, 从热面到冷面的热量会大量散失。因此长路热对流性能在传热量上优于短路传热量, 能够增强空心砌块的热工艺。因此在设计孔型时, 提升孔洞长度, 减少连接, 用尽可能多的长路对流环路减少热传量。
2) 增加孔洞排列数。空心砌块中的孔洞行数、列数和热流走向能够影响传热系数的大小。具体而言是传热系数随着孔洞行列数的增多而加大, 因此具有更好的保温效果。因此, 在达到了肋壁厚度规定之后, 采用合理的排列方式增加孔洞排列数目, 采用多空式结构, 能够提升砌块的热工艺水平。
3) 孔洞错开排列。孔壁的热传导是实现砌块热流量的主要方式。传导的断面面积和传导长度是两个关键因素。在固定截面面积时, 越长的传导长度有着更大的热阻, 因此传热量就越少。在空心砌块中采用孔壁交错排列方式来代替横向水平连接方式, 可以有效加大热传导长度, 等效于加大了砌块厚度, 热阻效果更好。
4) 降低孔洞尺寸, 减小孔壁厚度。空气传热通过传导、对流和辐射来实现。因此空气作为传热介质层时, 热性能不具备其他材料的线性增加性, 较大的孔洞尺寸会使辐射增强, 传递热量增多, 砌块保温能力减弱。因此降低孔洞直径会使得孔洞的尺寸减小, 从而减少辐射, 提高保温隔热性能。
5) 从材料方面考虑, 在混凝土空心砌块中填充聚丙乙烯板等保温材料做成的自保温墙体。这种自保温墙体工艺简单, 成本低, 工程质量高, 并且这种自保温墙体由于保温材料夹在砌块内部, 简化了建筑外墙的施工难度, 使得这种自保温墙体具有非常好的发展和应用前景。复合自保温砌块内部填充的保温材料主要有聚苯板、膨胀珍珠岩、泡沫混凝土。其中泡沫混凝土具有良好的保温隔热性能, 热稳定性能好, 物理性能稳定。膨胀珍珠岩性能不稳定, 容易吸收空气中的水分, 聚苯板不能与砌块完全契合, 容易在中间形成空隙, 这就造成聚苯板的热工性能较差。因此采用水泥、粉煤灰和外加剂支撑的泡沫混凝土作为复合空心块的填充保温材料是比较合理的[3]。
5 结语
在能源紧缺的现代社会, 越来越注重节能材料的使用。首先, 该研究对于建筑行业中的自保温材料的选用有着重要的指导意义。其次, 对节能利废自保温混凝土空心砌块的研究也是当今建筑保温材料发展的必然趋势, 通过对自保温材料的块型设计、砌体力学性能和砌体热工性能等三个方面进行研究, 对复合自保温砌块进行设计优化, 为我国建筑节能利废自保温墙体材料的改革给予一定的指导。
参考文献
[1]邹俊.江西成功研制烧结自保温砌块[J].墙材革新与建筑节能, 2012, 07:64-64.
[2]张泽平, 李珠, 董彦莉.建筑保温节能墙体的发展现状与展望[J].工程力学, 2007, 24 (z2) :121-127.
[3]申绘芳.复合自保温混凝土砌块砌体的试验研究[D].浙江工业大学, 2010年4月.
[4]许鸣, 李青松.自保温混凝土空心砌块热工性能的探讨[J].砖瓦, 2010, 12:34-36.
[5]王军, 龙恩深.自保温砌块传热系数理论计算方法研究[J].墙材革新与建筑节能, 2013, 09:73-74.
[6]冉茂宇.非均质围护结构传热系数的简化计算及检测方法[J].建筑科学, 2007, 23 (03) :26-30.