承重式復(fù)合混凝土空心砌施工技術(shù)

承重式復(fù)合混凝土空心砌施工技術(shù)

0稱重節(jié)能復(fù)合混凝土空心斑塊的性能特點(diǎn)隨著墻體材料改革的加快和發(fā)展，混凝土小型空心砌塊逐漸取代了傳統(tǒng)的焚燒磚，成為建筑節(jié)能新型墻體的首選材料。為滿足節(jié)能建筑的需求,南京瑪莎新型建材有限公司砌塊廠生產(chǎn)的承重節(jié)能復(fù)合混凝土空心砌塊具有小型混凝土空心砌塊輕質(zhì)、高強(qiáng)、易于配筋、施工方便等優(yōu)點(diǎn),又能達(dá)到良好的節(jié)地、節(jié)能、隔聲的效果,是集保溫、隔熱、承重、節(jié)能、施工快捷等優(yōu)點(diǎn)為一體的承重節(jié)能型復(fù)合混凝土空心砌塊。由于新產(chǎn)品的特點(diǎn),有必要對(duì)其進(jìn)行系列試驗(yàn)研究,尤其是對(duì)構(gòu)件的基本受力性能的研究。南京工業(yè)大學(xué)通過(guò)對(duì)承重節(jié)能復(fù)合混凝土空心砌塊砌體12個(gè)試件的軸心受壓和偏心受壓試驗(yàn)、36個(gè)試件的通縫抗剪性能試驗(yàn)研究,進(jìn)一步了解該新型砌塊砌體的基本受力性能,為承重節(jié)能復(fù)合混凝土空心砌塊的推廣應(yīng)用提供技術(shù)依據(jù)。1測(cè)試設(shè)計(jì)1.1空心塊的材料組成承重節(jié)能復(fù)合混凝土空心砌塊結(jié)構(gòu)由承重層和保溫層兩部分組成。承重層為390mm×190mm×190mm(長(zhǎng)×寬×厚)混凝土空心砌塊;保溫隔熱層由25mm+15mm的聚苯乙烯板(簡(jiǎn)稱聚苯板)以及厚為25mm的與承重層材質(zhì)相同的混凝土保護(hù)層構(gòu)成。保溫層內(nèi)鑲嵌的聚苯板高絕熱材料起著隔熱、隔聲作用,實(shí)現(xiàn)節(jié)能達(dá)50%的節(jié)能建筑要求;聚苯板燕尾槽將保溫材料與混凝土相互嵌入,增強(qiáng)兩種不同材料的粘結(jié)和抗變形能力,確保保溫層及混凝土保護(hù)層在荷載作用過(guò)程中不脫落;承重層空心率為47%,達(dá)到減輕結(jié)構(gòu)自重的目的。復(fù)合混凝土空心砌塊主塊和輔塊尺寸分別為390mm×270mm×190mm,195mm×270mm×190mm。詳細(xì)尺寸如圖1所示。1.2砌體受力試驗(yàn)12個(gè)軸心受壓和偏心受壓試件尺寸詳細(xì)情況見表1及如圖2所示。其中,試件Wa-2,Wa-4墻體中設(shè)置有拉結(jié)鋼筋。所有試件均采用M7.5砂漿制作。承重節(jié)能復(fù)合混凝土空心砌塊砌體受壓試驗(yàn)在南京工業(yè)大學(xué)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)室進(jìn)行,通過(guò)液壓加載系統(tǒng)來(lái)施加豎向荷載,加載制度是按照GBJ129-90《砌體基本力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。試驗(yàn)中,砌體的加載為主塊的中心截面,不考慮保護(hù)層和聚苯層對(duì)承載力的貢獻(xiàn)。采用兩階段分級(jí)加載:初期階段,每級(jí)荷載約65kN;到達(dá)392kN時(shí),改為每級(jí)荷載約35kN。加載中,每級(jí)荷載持續(xù)3min,直至破壞。砌體變形由位移傳感器測(cè)量,數(shù)據(jù)由DH3818采集儀采集。測(cè)點(diǎn)布置如圖3所示。1.3強(qiáng)度砂漿抗剪試驗(yàn)基于階梯形縫的抗剪強(qiáng)度與水平灰縫抗剪強(qiáng)度相等,抗剪試驗(yàn)不考慮豎向灰縫的粘結(jié)強(qiáng)度,只對(duì)砌體沿通縫截面的抗剪強(qiáng)度進(jìn)行試驗(yàn)研究。試件采用M5,M7.5,M103種強(qiáng)度的砂漿砌筑,每種強(qiáng)度的砂漿砌筑12個(gè)沿通縫抗剪強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)試件,灰縫厚度控制為8～10mm,試件在室內(nèi)自然條件下養(yǎng)護(hù)28d后進(jìn)行試驗(yàn)?？辜粼囼?yàn)裝置由3個(gè)標(biāo)定好的同步千斤頂串聯(lián)組成,試驗(yàn)時(shí),砌塊承壓處墊厚為2cm鋼板,鋼板尺寸和砌塊的端面尺寸相同。砌塊下面加滾軸,以減少摩擦力對(duì)試驗(yàn)的影響。為避免沖擊,加載采用勻速連續(xù)加荷,時(shí)間控制在1～8min內(nèi)。試件及試驗(yàn)情況如圖4所示。2試驗(yàn)結(jié)果與分析2.1砌體受力分析軸心受壓試件,加載很小時(shí),試件表面未發(fā)現(xiàn)裂縫,應(yīng)力應(yīng)變接近正比關(guān)系。當(dāng)荷載加至極限荷載的70%左右,承重層和保護(hù)層先后出現(xiàn)豎向裂縫,并隨荷載增大,承重層和保護(hù)層表面裂縫沿著豎向砂漿灰縫開始向砌塊延伸,當(dāng)荷載約為極限荷載的90%時(shí),承重層墻面裂縫貫通數(shù)皮砌塊,同時(shí),承重層下角部出現(xiàn)局部壓壞的斜裂縫并向墻角伸展。破壞時(shí),承重墻豎向裂縫貫通。承重層在中間出現(xiàn)整齊的豎向主裂縫,豎向裂縫把墻體承重部分分割成多個(gè)小條柱,破壞表現(xiàn)為受壓小條柱失穩(wěn)的脆性破壞。此時(shí),保護(hù)層主裂縫寬度變大,裂縫間砌塊局部外凸,但無(wú)明顯脫落。偏心受壓試件,在加載過(guò)程中,承重層出現(xiàn)豎向裂縫,遠(yuǎn)離荷載一側(cè)出現(xiàn)水平灰縫,繼續(xù)加載,承重層和保護(hù)層裂縫沿著砂漿灰縫開始向砌塊延伸,并隨荷載增加承重層裂縫逐漸向上、下延伸,同時(shí)出現(xiàn)新裂縫;當(dāng)荷載增大,承重層和保護(hù)層的裂縫貫通,承重層側(cè)面出現(xiàn)了一條較粗的裂縫并且穿過(guò)砌塊伸入砌塊內(nèi)部,砌體內(nèi)部有細(xì)微爆裂聲,承重側(cè)墻面豎向裂縫延伸更快,墻體向承重層一側(cè)彎曲,破壞時(shí)豎縫貫通,承重層的上部砌塊脫落,砌體的保護(hù)層發(fā)生突然的外鼓,試件破壞。承重節(jié)能復(fù)合混凝土空心砌塊砌體受壓試驗(yàn),受力過(guò)程經(jīng)歷彈性、開裂以及破壞3個(gè)階段。第一批裂縫起始于承重層邊角砂漿薄弱處,初期裂縫較穩(wěn)定。隨著加載的進(jìn)行,裂縫不斷發(fā)展,并沿豎向貫通砌塊,即使不增加荷載,裂縫仍繼續(xù)發(fā)展,此時(shí)為非穩(wěn)定裂縫。隨著加載接近極限荷載,非穩(wěn)定裂縫很快加長(zhǎng)、加寬,直至砌體被壓碎或被分割成小條柱,從而喪失穩(wěn)定而破壞。砌體的受壓破壞有劈裂破壞或部分砌塊壓碎情況,為脆性破壞形態(tài),偏心受壓的脆性表現(xiàn)更明顯。受壓試件的開裂荷載和破壞荷載見表2。結(jié)果表明,受壓構(gòu)件的縱向彎曲現(xiàn)象不明顯,但隨高厚比增加,極限荷載減小,構(gòu)件承載力降低;偏心受壓試件極限荷載降低值較大,高厚比越大,降低越多;設(shè)拉結(jié)筋的受壓墻體,其承載力與未設(shè)拉結(jié)筋的承載力相比變化不大;采用拉結(jié)筋構(gòu)造措施,對(duì)開裂荷載和極限荷載略有提高。受壓試件應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線、荷載—位移曲線如圖5～8所示。圖5～6表明,墻體軸心受壓過(guò)程中,保護(hù)層壓應(yīng)變小于承重層壓應(yīng)變;而在偏心受壓情況下,荷載較小時(shí),保護(hù)層變形比承重層小,但當(dāng)荷載超過(guò)其開裂荷載時(shí),保護(hù)層變形急劇增加,最終超過(guò)承重層變形,與保護(hù)層出現(xiàn)嚴(yán)重鼓凸的破壞現(xiàn)象相吻合。比較軸壓與偏壓試件的荷載與位移關(guān)系,當(dāng)荷載較小時(shí),兩者的側(cè)向變形差別不大,隨著荷載的不斷增加,偏心受壓墻的側(cè)向變形急劇增加;接近破壞荷載時(shí),偏壓試件的保護(hù)層側(cè)向變形突然增大,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)軸心受壓試件,破壞時(shí)保護(hù)層外鼓。此外,當(dāng)荷載較大時(shí),設(shè)拉結(jié)筋的試件,其側(cè)向位移要比無(wú)拉結(jié)筋試件的小很多,表明拉結(jié)筋對(duì)墻體的側(cè)向位移有明顯的約束作用。2.2對(duì)外試驗(yàn)結(jié)果在抗剪試驗(yàn)中,從加載至破壞試件無(wú)明顯的預(yù)兆及明顯的裂縫開展。當(dāng)加荷至受剪承載力極限時(shí),沿一個(gè)受剪面發(fā)生突然破壞,且大多為試件上層的通縫剪壞,極少數(shù)試件下部灰縫發(fā)生破壞,而上下兩層水平灰縫都同時(shí)破壞的情況更為鮮見。這是因?yàn)?下層灰縫承受的重力荷載大于上層,使通縫抗剪強(qiáng)度有所提高。從試件的破壞特征看,破壞主要發(fā)生在砂漿層與塊體的粘結(jié)面,破壞面平整。承重節(jié)能復(fù)合砌塊砌體抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果見表3。結(jié)果表明,承重節(jié)能復(fù)合砌塊強(qiáng)度對(duì)砌體沿水平灰縫截面抗剪強(qiáng)度的影響不明顯,而提高砂漿強(qiáng)度將增大砌體抗剪強(qiáng)度約13%～20%。這是由于砂漿強(qiáng)度越高,水平灰縫粘結(jié)越牢,砌體的整體性越好,水平力作用下裂縫粗糙度減弱越慢,使裂縫截面摩擦力提高。3設(shè)置拉結(jié)鋼筋(1)承重節(jié)能復(fù)合混凝土空心砌塊受壓砌體的第一條裂縫始于承重側(cè)的砂漿薄弱層,隨著加載的進(jìn)行,裂縫從穩(wěn)定發(fā)展到不穩(wěn)定,并貫通砌塊,最后,砌體被壓碎或被分割成小條柱,從而喪失穩(wěn)定而破壞。(2)高厚比和偏心距影響試件的極限荷載,兩者對(duì)偏心受壓試件比軸心受壓試件的影響更大,且高厚比越大,偏壓試件的承載力降低越多。(3)承重節(jié)