蒸壓粉煤灰盲孔磚砌體抗剪性能試驗(yàn)研究

蒸壓粉煤灰盲孔磚砌體抗剪性能試驗(yàn)研究

濕式碳灰粉淤泥是一種新型建筑材料。以粉煤灰和石灰為主要原料，混合適量的石膏和材料，通過制備、壓碎和低壓蒸汽精制而成。具有經(jīng)濟(jì)、節(jié)約成本、防止污染、環(huán)境保護(hù)、節(jié)約成本的特點(diǎn)。該磚具有一定的空隙率。用作墻體材料具有保溫、隔熱、隔聲的效果。河南省專門研究生產(chǎn)的多孔蒸壓粉和盲孔磚，現(xiàn)在已經(jīng)應(yīng)用于許多項(xiàng)目。作者對(duì)河南省襄城市磚廠生產(chǎn)的濕式碳灰粉淤泥進(jìn)行了切割試驗(yàn)。1測試1.1沿通縫截面的抗剪強(qiáng)度砌體的抗剪強(qiáng)度分為沿通縫截面抗剪強(qiáng)度和沿階梯形截面的抗剪強(qiáng)度,在實(shí)際工程中,豎向灰縫的砂漿一般不飽滿,對(duì)抗剪強(qiáng)度的貢獻(xiàn)很小,往往可以忽略,故可認(rèn)為砌體沿階梯形截面的抗剪強(qiáng)度和沿通縫截面的抗剪強(qiáng)度相等,如文獻(xiàn)中.隨著建材工業(yè)的不斷發(fā)展,蒸壓粉煤灰磚的質(zhì)量也在不斷提高.試驗(yàn)中所用盲孔磚比以前有所改進(jìn),故以前試驗(yàn)研究得出的結(jié)論可能不適用于現(xiàn)在的蒸壓粉煤灰磚.深入研究蒸壓粉煤灰盲孔磚砌體沿通縫抗剪強(qiáng)度,合理確定蒸壓粉煤灰盲孔磚的抗剪強(qiáng)度取值,可以全面認(rèn)識(shí)蒸壓粉煤灰盲孔磚砌體的抗剪性能,促進(jìn)蒸壓粉煤灰盲孔磚的有效利用,還可為進(jìn)一步的試驗(yàn)研究及編制、修訂相應(yīng)的應(yīng)用技術(shù)規(guī)程提供試驗(yàn)依據(jù).對(duì)規(guī)范設(shè)計(jì)的編制與修訂具有積極的促進(jìn)作用.1.2抗剪受剪面尺寸及養(yǎng)護(hù)工藝已有的試驗(yàn)研究表明,砂漿強(qiáng)度對(duì)砌體的抗剪強(qiáng)度影響很大.試驗(yàn)采用M5,M7.5,M10和M15強(qiáng)度等級(jí)的混合砂漿和河南新鄉(xiāng)某磚廠生產(chǎn)的MU15蒸壓粉煤灰磚配砌,每組3個(gè),共12個(gè)試件.按照要求,沿通縫抗剪普通磚砌體的抗剪試驗(yàn)采用有9塊磚組成的雙剪試件.兩個(gè)受剪面的尺寸均為240mm×370mm,如圖1所示.9個(gè)砌體試件砌筑達(dá)到B級(jí)施工質(zhì)量等級(jí),之后,養(yǎng)護(hù)一周,在砂漿強(qiáng)度達(dá)到70%后,將試件翻轉(zhuǎn)立起來,在其靠邊2塊磚上用1∶2水泥砂漿抹承壓面進(jìn)行找平,該面厚約10mm.再養(yǎng)護(hù)2～3d,將試件翻轉(zhuǎn),對(duì)加荷面的中間磚進(jìn)行找平,方法同前.抹面時(shí)用水平尺及直角尺檢查其平整度及垂直度,要求上下找平面表面平整,且相互平行并垂直于受剪面的灰縫,以減少偏心及應(yīng)力集中的影響.受力面抹好后整個(gè)試件放在室外自然養(yǎng)護(hù),待砂漿達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后即可進(jìn)行抗剪試驗(yàn).1.3試驗(yàn)結(jié)果和破壞情況分析試件養(yǎng)護(hù)28d后,開始進(jìn)行抗剪試驗(yàn).試驗(yàn)在5000kN壓力試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行,采用分級(jí)加載的方法.試驗(yàn)方案如下:1.分別在試件2個(gè)寬側(cè)面的上部、中部和底部量測試件的寬度,在2個(gè)寬側(cè)面的豎向中心線的位置量測試件的高度,測量精度為1mm,測量結(jié)果見表1.2.將試件置于撒滿薄砂的壓力試驗(yàn)機(jī)底部的鋼板上,如圖2所示.在試件頂面中間塊磚受力面上放置一塊20mm厚的鋼板,把上部傳來的荷載均勻分布在試件加載面上.3.試驗(yàn)采用分級(jí)加荷的方法,應(yīng)避免沖擊,從加載開始至試件破壞控制在1～3min之內(nèi),試件破壞示意圖如圖3所示.加載期間記錄破壞荷載值,當(dāng)有一個(gè)受剪面被剪壞即認(rèn)為試件破壞.2塑料試驗(yàn)分析2.1抗剪強(qiáng)度計(jì)算公式試驗(yàn)測得砌筑用混合砂漿標(biāo)準(zhǔn)試件抗壓強(qiáng)度平均值分別為5.2,7.6,10.3和15.3MPa.根據(jù)試件破壞情況,偏安全考慮,采用文獻(xiàn)中的規(guī)定,即抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)值為試驗(yàn)破壞荷載除以試件的雙剪面的毛面積.單個(gè)試件沿通縫截面的抗剪強(qiáng)度fv,m由式(1)求得,結(jié)果精確至0.01N/mm2.式中:fv,m為試件沿通縫截面的抗剪強(qiáng)度(N/mm2);Nv為試件的抗剪破壞荷載值(N);A為試件的一個(gè)受剪面的面積(mm2).按式(1)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行計(jì)算,得到試件實(shí)測抗剪強(qiáng)度見表2.2.2砌體k55試驗(yàn)表明,蒸壓粉煤灰盲孔磚通縫抗剪強(qiáng)度與砂漿強(qiáng)度和銷鍵作用有關(guān),為便于比較,在對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析時(shí),仍采用現(xiàn)行砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中抗剪強(qiáng)度平均值公式的形式式中:fv0,m為砌體抗剪強(qiáng)度平均值;k5為砌體沿通縫抗剪強(qiáng)度計(jì)算系數(shù),對(duì)于燒結(jié)普通磚砌體k5=0.125,蒸壓粉煤灰磚k5=0.09;f2為砂漿抗壓強(qiáng)度平均值.表3列出了實(shí)測平均值和規(guī)范公式計(jì)算結(jié)果.圖4表示全部試件抗剪強(qiáng)度的試驗(yàn)值隨砂漿強(qiáng)度變化的情況,可以看出,隨著砂漿強(qiáng)度的增大,砌體的抗剪強(qiáng)度增大.從圖4中可以看出,蒸壓粉煤灰盲孔磚砌體抗剪強(qiáng)度的試驗(yàn)值和根據(jù)規(guī)范規(guī)定計(jì)算的平均值基本吻合,但仍低于粘土磚砌體抗剪強(qiáng)度平均值.表4對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比.可以看出,實(shí)測的砌體強(qiáng)度和規(guī)范公式(蒸壓粉煤灰磚k5=0.09)的計(jì)算結(jié)果基本吻合,但仍低于規(guī)范公式(燒結(jié)普通磚砌體k5=0.125)的計(jì)算結(jié)果.3標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值的所有單元的抗切割強(qiáng)度3.1抗剪強(qiáng)度計(jì)算公式因?yàn)橐?guī)范規(guī)定的k5值為0.09,蒸壓粉煤灰磚砌體的抗剪強(qiáng)度為普通燒結(jié)磚的抗剪強(qiáng)度的0.7倍.根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)和采用現(xiàn)行砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中抗剪強(qiáng)度平均值公式計(jì)算結(jié)果相吻合的結(jié)論,蒸壓粉煤灰盲孔磚砌體抗剪強(qiáng)度平均值公式仍采用規(guī)范中的公式,即式中fv,m為試件沿通縫截面的抗剪強(qiáng)度(N/mm2).3.2煤灰磚砌體強(qiáng)度由概率統(tǒng)計(jì)計(jì)算出各組抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)平均值的標(biāo)準(zhǔn)差σ和變異系數(shù)δ,結(jié)果見表5.表5中各組的變異系數(shù)均比規(guī)范規(guī)定值δ=0.2要小,其平均值為0.066,說明試驗(yàn)結(jié)果可靠.偏于安全考慮,取δ=0.1為抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)值變異系數(shù),則具有95%保證率的蒸壓粉煤灰磚砌體抗剪強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算公式為式中:fv,m為抗剪強(qiáng)度平均值;fv,k為抗剪強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值.計(jì)算結(jié)果見表6.由表6可見,大部分蒸壓粉煤灰盲孔磚砌體抗剪強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值較規(guī)范值提高了26%～53%.3.3抗剪切力的設(shè)計(jì)值根據(jù)我國現(xiàn)行砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范,計(jì)算出蒸壓粉煤灰盲孔磚砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,結(jié)果見表7.4復(fù)合膜法水砂磚的抗剪強(qiáng)度對(duì)蒸壓粉煤灰盲孔磚砌體進(jìn)行了抗剪性能試驗(yàn),可以得出以下結(jié)論:1.蒸壓粉煤灰盲孔磚砌體的抗剪破壞形態(tài)表明了其明顯的脆性特征.2.通