余 峰1, 刘 幸1, 李汉章2
(1.武汉大学土木工程学院,武汉430072; 2.武汉市墙体改革办公室,武汉430015)
摘要:在分析了多孔砖力学特点的基础上,通过分析和研究,找出克服由于设计、施工原因造成的混凝土多孔砖砌体强度下降的措施。
关键词:混凝土多孔砖,力学,应用技术
1引言
随着建筑技术和新材料的发展以及能源和土源的紧缺,空心砖、多孔砖以其省能节土,保温隔热,结构自重轻、施工方便、造型美观、设计灵活等优点,日益受到人们的重视和关注。到目前为止,我国在多孔砖的研究方面取得了一定的成果。但基本没有一个系统的关于混凝土多孔砖在施工过程中的应用研究报告出现。
砌体施工多年来推广的阻力之一是砌体的裂纹问题,也是混凝土多孔砖在施工过程中必须解决的问题。因此,对其成因、力学性能的分析并结合多孔砖在施工过程中的实际情况,探寻减少裂缝的方法是必要并且是切实可行的。
2砌体施工裂缝种类
砌体裂缝产生的原因很多,其危害也是十分严重的。归纳起来主要有以下的几种类型:
(1)温度变形:温度变形产生裂缝的位置往往出现在房屋顶部附近,以两端为最常见。该裂缝产生的直接原因是混凝土结构屋面的伸缩变形牵引其下砖砌体超过其材料抗拉强度的结果。
(2)地基不均匀沉降:地基不均匀沉降产生的裂缝位置多出现在房屋下部;对等高的长条形房屋,裂缝大多出现在两端附近;其他形状的房屋,裂缝都在沉降变化剧烈处附近;一般都出现在纵墙上,横墙上较少见。裂缝的发展变化随地基变形和时间增长而加大加多。一般在地基变形稳定后裂缝不再变化。
(3)承载能力不足:承载能力不足产生裂缝多出现在砌体应力较大部位,在多层建筑中,底层较多见。此类裂缝往往出现在结构构件受力较大或截面严重削弱的部位;超载或产生附加内力的部位,如受压构件中产生附加弯矩的部位等。
(4)砌体材性导致的裂缝:砌体材性特别是一些特殊砌体材料的材性,在实际使用中缺少使用经验,导致在较长墙段中及外墙窗台下的竖斜裂缝。
(5)施工不规范:施工不规范造成的缝,有砌体通缝,灰缝砂浆不饱满,含水率掌握不当,脚手眼设置不当,组砌不当等,原因较复杂。
3混凝土多孔砖砌体力学性能试验、结果及分析
3.1 试验材料及方法
试验用砖孔型分为A型和B型,单砖尺寸均为240×115×90㎜(长×宽×厚),强度等级均为MU10。其中A型砖为两排六孔(四大孔、两小孔)孔洞率为44.1%,体积密度为1127 kg/m3;B型砖为双排八小孔,孔洞率为32.6%,体积密度为1433kg/m3。试验用砂为中粗砂,水泥为同一生产批号的P.O 32.5R普通硅酸盐水泥,砌筑用砂浆为混合砂浆,设计强度等级为MU10。
混凝土多孔砖砌体抗剪、弯曲抗拉、抗压强度及弹性模量试验方法按《砌体基本力学性能试验方法》(GBJ129-90)的要求进行。通缝抗剪强度试验在2000kN压力机上进行,采用双剪试验方法。弯曲抗拉(沿通缝和沿齿缝)强度试验、轴心抗压强度试验、弹性模量及泊松比试验在5000kN长柱试验机上进行。
3.2 试验结果
按照上述的试验材料和相应的实验方法得到的试验结果如下列表1-表5所示。
表1 多孔砖砌体通缝抗剪强度试验结果
|
砌体类型
|
砂浆强度
f2(MPa) |
试件数量(件) |
试验值 |
规范值
fcvm(Mpa) |
fTvm
fcvm |
|
fTvm(MPa) |
CV |
|
A型砖 |
9.6 |
9 |
0.38 |
0.15 |
0.39 |
0.97 |
|
B型砖 |
9.6 |
9 |
0.42 |
0.18 |
0.39 |
1.08 |
表2 多孔砖砌体弯曲抗拉强度(沿通缝)试验结果
|
砌体类型
|
砂浆强度
f2(MPa) |
试件数量(件) |
试验值 |
规范值
fctm,m(Mpa) |
fTtm,m
fctm,m |
|
fTtm,m(MPa) |
CV |
|
A型砖 |
13.3 |
8 |
0.54 |
0.18 |
0.46 |
1.17 |
|
B型砖 |
13.3 |
8 |
0.60 |
0.18 |
0.46 |
1.30 |
表3 多孔砖砌体弯曲抗拉强度(沿块体)试验结果
|
砌体类型
|
砂浆强度
f2(MPa) |
砖强度
f1(MPa) |
试件数量(件) |
试验值 |
规范值
fctm,m(MPa) |
fTtm,m
fctm,m |
|
fTtm,m(MPa) |
CV |
|
A型砖 |
11.6 |
MU10 |
9 |
0.67 |
0.11 |
0.69 |
0.97 |
|
B型砖 |
11.6 |
MU10 |
9 |
0.96 |
0.09 |
0.69 |
1.39 |
表4 多孔砖砌体轴心抗压强度试验结果
|
砌体类型
|
砂浆强度
f2(MPa) |
砖强度
f1(MPa) |
试件数量(件) |
试验值 |
规范值
fcm(MPa) |
fTm
fcm |
|
fTm(MPa) |
CV |
|
A型砖 |
9.6 |
MU10 |
9 |
4.2 |
0.09 |
4.1 |
1.02 |
|
B型砖 |
9.6 |
MU10 |
9 |
5.5 |
0.13 |
4.1 |
1.34 |
表5 多孔砖砌体轴心弹性模量试验结果
|
砌体类型
|
砂浆强度
f2(MPa) |
砖强度
f1(MPa) |
试件
数量(件) |
试验值 |
规范值 (MPa) |
ET
E粘C |
ET
E混C |
|
ET(MPa) |
CV |
E粘C |
E混C |
|
A型砖 |
9.6 |
MU10 |
6 |
5589 |
0.09 |
2954 |
4669 |
1.89 |
1.20 |
|
B型砖 |
9.6 |
MU10 |
| |