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原材料

新型銷鍵式隔熱砌體

時間:2018-3-22 10:33:38 來源: 點擊次數:5359

砂子不愛下料是國內絕大部分預拌混凝土企業都會遇到的問題,此問題嚴重影響了攪拌站的生產效率,而且增加了攪拌站的耗電量,加重了維修工的工作量,特別是北方地區,冬季生產時,砂倉堵料尤為嚴重。

1、耐磨2、光滑3、耐低溫4、不親水5、材質成分穩定6、重量輕 7、更換成本低          北京清藍環保機械有限公司 186 0119 6999新型銷鍵隔熱砌體

林大偉,袁野,吳冰,孫偉民*

(南京工業大學 土木工程學院,南京210009)

摘 要: 本文研究的混凝土砌體創新點在于砌塊帶有銷鍵,且砌體由薄層砂漿砌筑而成,大大提高了砌塊砌體的抗剪性能。該研究砌塊具有保溫隔熱和抗傾覆的特性,符合節能環保要求,可用于各類建筑。該研究對8組72個試件進行抗剪試驗,分析銷鍵、砂漿類型等因素對砌體抗剪強度的影響,并為編寫新規范提供理論依據。該研究定量分析了薄層砂漿和銷鍵等因素提高砌體抗剪強度的幅度。

關鍵詞:砌體抗剪;抗剪強度計算公式;薄層砂漿砌筑砌體;銷鍵混凝土砌塊;主拉應力理論

0 引 言

隨著我國經濟的飛速發展,國家出臺相應的政策加強新農村的建設,砌體結構仍然是各地農村建筑最常見的形式比例大約在90%左右。砌體結構優點在于強度高、經濟性好、施工簡單等,但熱工性差。也有工程上采用外保溫有機材料,但其價格高、耐火性差、易壞等特點導致其在砌體結構中運用少。我國大部分是夏熱冬冷地區,研究出一種節能環保、經濟、耐久、安全的砌體結構對全國各地區的經濟和社會發展具有重要意義。

為此,本文提出具優良熱工性的銷鍵式砌塊這一杰出的砌體結構體系。該砌體的特點在于附加的銷鍵,在砌筑時對孔砌筑,加快施工進度和砌筑精度。該種塊形為增強熱工性能,設計了隔熱空心。結合上述優點,該砌塊砌筑的砌體結構具有環保、造價低、抗震、耐久等優良特性,適用于全國地區村鎮建筑。

關于混凝土砌體的研究,國內外很多學者作出了巨大貢獻,提出了一系列理論及多種新型砌體性能優勢[1-10]。

本文研究銷鍵式隔熱砌體在多種因素下的抗剪情況。所研究的砌塊的孔型、外觀尺寸均與普通混凝土空心砌塊不同,而且銷鍵的高度、厚度、質量有很大的改進,同時本次試驗研究主要采用薄層砂漿進行砌筑。對8組72個試件進行抗剪試驗,綜合分析銷鍵、砂漿類型等因素對砌體抗剪強度的影響,并為編寫新規范提供理論依據。

1試驗概況

1.1材料基本參數

銷鍵式混凝土砌塊預估強度為7.5MPa。砌塊尺寸如表1.1所示,詳圖如圖1.1、1.2所示。

本文用到普通砂漿和薄層砂漿,薄層砂漿是試驗特殊配置的,厚度約4mm,強度很高。

嚴格按照砌體力學試驗規范[12]及砂漿性能試驗規范[13]的相關規定,對4組(每組3塊)薄層砂漿制作的試塊及2組(每組3塊)普通砂漿制作的試塊進行標準砂漿試塊抗壓強度試驗,試驗裝置及試塊如圖3所示。

1.2砌體抗剪試驗

1.2.1試件制作及分組

根據砌體試驗規范[12],共制作了8組共72個試件。包括:4組(A1-A4)內墻薄層砂漿研究性試件(每組9件共36件); 1組(B)外墻薄層砂漿研究性試件(共9件);1組(C)內墻普通砂漿(共9件);1組(D)內墻薄層砂漿無銷鍵(共9件);1組(E)內墻普通砂漿無銷鍵(共9件)。

其中薄層砂漿灰縫厚約4mm,普通砂漿的灰縫厚約8mm,試件的具體尺寸及構造如表4所示,實物如圖4所示。

1.2.2試驗步驟及裝置

根據砌體力學試驗規范[12]的規定結合實驗室的實際情況, 試驗裝置如圖5所示,抗剪試驗步驟如下:

1)抗剪試件養護28天

2)試驗前,測出試件抗剪截面尺寸并記錄。

3)搭建試驗裝置。

4)試驗前,由于壓力傳感器和千斤頂的壓盤面積都較小,為保證試件能均勻受力,所以在千斤頂的壓盤前墊上一塊15mm厚的鋼板,然后將抗剪試件移動至加載裝置中,并在試件下面擺好3長2短的5根鋼筋。抗剪試件的上下2皮砌塊與后面焊好的鋼板緊密貼合。

5)試驗時,千斤頂的加載速率保持均勻,每10KN為一級,并記錄相應的砌體位移數據,加載速度應當控制在以試件2分鐘左右破壞為準。抗剪試件有某個受剪面被剪斷則試件失效,在試驗過程中應當隨時記錄破壞形態及荷載值。

對于使用薄層砂漿砌筑的試件,隨荷載增加到30KN左右時出現第一條裂縫;隨荷載增加裂縫發展且有新裂縫產生并伴隨“嘶嘶”聲;對于內墻砌體荷載增加到40KN左右時(外墻砌體則達到65KN左右),砌體突然破壞并發出“啪”的一聲。

2試驗結果及分析

2.1試驗結果

依照砌體規范 [12],試件的抗剪強度可以采用規范中如下公式計算,結果如表2.1所示。

2.2試驗結果分析

1)對比A組(內墻薄層砂漿砌筑有銷鍵)與D組(內墻薄層砂漿砌筑無銷鍵),銷鍵的作用內墻砌體(薄層砂漿砌筑)抗剪強度提高17.2%;對比C組(內墻普通砂漿砌筑有銷鍵)E組(內墻普通砂漿砌筑無銷鍵),銷鍵的作用砌體(普通砂漿砌筑)抗剪強度提高21.9%。故砌塊的銷鍵能有效提高砌體抗剪性能。

2)對比A組(內墻薄層砂漿砌筑有銷鍵)與C組(內墻普通砂漿砌筑有銷鍵),薄層砂漿砌筑的緣故使抗剪強度提高67%,薄層砂漿提高砌體抗剪性能非常顯著。

3)對比A組(內墻薄層砂漿砌筑有銷鍵)與B組(外墻薄層砂漿砌筑有銷鍵),較內墻外墻砌體砌體抗剪強度高53.8%。

4)對比A組(內墻薄層砂漿砌筑有銷鍵)與E組(內墻普通砂漿砌筑無銷鍵),銷鍵和薄層砂漿作用下抗剪強度提高103.6%,效果非常顯著。

3銷鍵式新型砌體抗剪理論推導

3.1主拉應力理論

主拉應力理論[14],砌體在多向受力情況下,當主拉應力到達拉應力極限強度時的剪切破壞,符合如下公式:

3.3銷鍵式砌體抗剪公式推導

在試驗結果中,我們發現銷鍵和薄層砂漿在提高砌體抗剪強度方面都很顯著,而規范所給的公式中只考慮了砂漿的強度。顯然,對于本文研究砌體規范公式是不適用的,故如下推出符合本文研究砌體的內墻砌體抗剪公式。

計算薄層砂漿砌筑帶銷鍵內墻砌塊砌體時,基于材料力學[16]相關知識,我們看作砌塊、銷鍵兩部分所承受的剪力總和等于砌體所受到的總剪力。由力學相關知識可得到:

4結論

(1)銷鍵式砌體受剪破壞形態與普通砌體類似,為脆性破壞。

(2)銷鍵式砌體較普通砌體,抗剪強度提高20%左右。

(3)薄層砂漿砌筑時砌體抗剪強度提高67%。

(4)當帶銷鍵的砌塊同時用薄層砂漿砌筑時,抗剪強度提高更為顯著,約為普通砌體的2倍。

(5)使用了薄層砂漿能更好的發揮銷鍵的作用。

(6)提出了銷鍵式砌體抗剪強度公式。

參 考 文 獻:

[1] Filippo Romano,Salvatore Gandusci,Gaetano Zingone.Cracked nonlinear masonry stability under vertical and lateral loads[J].Journal of Structural Engineering,1993,4(1):69-87.

[2] 郟思文. 薄灰縫加氣混凝土砌塊砌體研究[D].長沙理工大學,2011.

[3]黃靚,吳志維,陳良,陶承志. N式砌塊砌體的受力性能和施工方法研究[J]. 建筑砌塊與砌塊建筑,2011,(01):12-14+16.

[4]王劍.節能利廢自保溫混凝土配合比及耐久性試驗研究[D].南京:南京工業大學,2012.

[5]鮑方偉.村鎮住宅低成本保溫承重砌塊砌體抗剪性能及基本材料性能試驗研究[D].南京:南京工業大學,2014.

[6]呂信敏,陳國新,王佳慧,陳亮亮. 纖維增強型蒸壓加氣混凝土砌塊力學性能研究[J]. 混凝土,2015,(02):114-117.

[7]雍玉鯉,江昔平. 新型復合自保溫砌塊的研究[J]. 混凝土,2012,(01):109-112.

[8]劉平,孫奇. 加氣混凝土復合夾芯保溫砌塊物理力學性能研究[J]. 混凝土,2010,(05):108-110.

[9]邵永健,謝學軍,殷志文,勞裕華,程建新,朱聘儒. 剪-壓作用下陶粒混凝土砌塊砌體抗剪強度的試驗研究[J]. 混凝土,2007,(11):95-97+101.

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[12]四川省建設廳.GB/T50129-2011.砌體基本力學性能試驗方法標準[S].北京:中國建筑工業出版社,2011.

[13]陜西省建筑科學研究院.JGJ/T70-2009.建筑砂漿基本性能試驗方法標準[S].北京:中國建筑工業出版社,2009.

[14](英)柯廷.配筋及預應力砌體設計[J].北京:中國建筑工業出版社,1992.09

[15]中華人民共和國建設部.GB50003-2011.砌體結構設計規范[S].北京:中國建筑工業出版社,2011.

[16]楊咸啟.材料力學[J].合肥:中國科學技術大學出版社,2015.03

[17]中華人民共和國建設部.GB50010-2010混凝土結構設計規范[S].中國建筑工業出版社.

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