秸秆砖墙体（精选六篇）
秸秆砖墙体 篇1
关键词：秸秆砖墙体,建造工艺,低能耗,问题
1 国内外研究现状
1.1 国外研究现状
Cale Ash等[1]制作了六面带有砂浆抹灰的小麦秸秆草砖墙模型, 并对其施加水平荷载。其中三面墙体表面为水泥砂浆抹灰, 另外三面墙体为混合砂浆抹灰。6个试件均在水平单调荷载和往复荷载作用下进行试验, 证明秸秆草砖墙体具有良好的抗震耗能效果。
Cory Michael Vitt等[2]进行了香根草墙体作为承重墙体研究。试验测得两个香根草墙体的失效荷载分别是24.5 N/m和23.9 k N/m, 满足加利福利亚规范 (2007) 中水泥或石灰水泥抹灰的承载砖墙上允许施加的轴心受压荷载不得超过11.7 k N/m的要求。试验结果可认为抹灰香根草砖墙满足作为承重墙体的要求。
1.2 国内研究现状
段文峰[3]首次进行承重高密度秸秆草砖隼接型墙体和插筋型墙体设计研究。隼接型草砖墙体砌筑时, 草砖做成一面凹槽, 一面凸起, 上下皮草砖相互交槎隼接咬合。插筋型草砖墙体是在草砖中钻上圆孔, 砌筑时圆孔上下贯通, 将钢筋插入贯通的圆孔内, 钢筋上下端深入圈梁和地梁中进行锚固。
栗剑[4]进行了秸秆草砖墙水平荷载作用下的试验研究, 发现秸秆草砖墙体发生破坏时, 首先破坏的为保护层的钢丝网水泥砂浆。水泥砂浆钢丝网的作用使得秸秆草砖墙整体性增加, 并增强了墙体抗剪能力和刚度。
以上研究均表明了不同建造工艺的秸秆砖墙体在试验中所体现出的优异性能。秸秆砖墙大致可分为两类:一种是承重型秸秆砖墙, 另一种是非承重型秸秆砖墙。我们将对这两种墙体的建造工艺展开分析、探讨。
2 承重型秸秆砖墙
承重型秸秆砖墙 (见图1) 的特点为:屋面荷载直接通过秸秆砖传向基础, 秸秆砖部分或全部起到结构作用。由于秸秆砖堆砌起来的承重墙结构简单, 制造周期短以及成本低廉, 备受人们的青睐。
但承重秸秆砖墙只能够用在单层建筑中, 其外墙的高宽比不能超过5∶1, 在这种情况下, 只能应用小型秸秆砖 (双层承重秸秆砖建筑都是用大型秸秆砖建造的) 。承重墙必须采用预应力处理, 为了达到这一要求, 有必要对顶部圈梁进行张拉处理, 墙体内的预应力要稍大于屋面荷载, 从而不会再对秸秆砖结构产生过多的二次压缩。施加预应力可以通过在墙体内穿入张拉螺纹杆和捆绑张拉皮带来实现。采用承重秸秆砖墙时, 还应注意屋顶荷载应该均匀分布到各面墙上去, 荷载一定不能集中在任何一点上。屋顶荷载应沿中心传递, 作用范围应分散到墙体厚度的50%以上, 秸秆砖应高度压缩密实。窗孔应该适当狭窄, 任何情况下高度都应大于宽度, 只要可能, 窗户和门上方的过梁都应避免。如果要设计过梁, 应允许圈梁有充分的容差, 因为在完工的数周内, 秸秆砖往往会发生蠕变。此外, 对于特别长、特别细的墙体, 在其受非常大的屋顶荷载的情况下, 应设置额外支撑作为预防, 以免发生屈曲破坏。
承重型秸秆砖墙的建造起源于国外, 在国内的应用却少之又少, 究其原因是这种墙体的局限性。它只适合于建造开间小的单层建筑, 其建造所用秸秆砖的密度需高达120 kg/m3以上, 而国内很少有能够生产高规格秸秆砖所需的技术、设备以及规范要求。因此, 这种墙体在逐渐退出历史的舞台, 取而代之的是非承重型秸秆砖墙。
3 非承重型秸秆砖墙
非承重型秸秆砖墙 (见图2) 的特点为:由木料、钢铁或钢筋混凝土框架组成, 用来传递屋面荷载和稳定墙体, 秸秆砖并没有起到真正的结构作用, 而是作为隔热材料。这种墙体的建造灵活多变, 秸秆砖可以放在框架柱之间当填充板, 也可以作为内部或外部的装饰层。
无论在何种情况下, 秸秆砖都必须绑扎在主框架结构上。如果没有对其进行预应力处理, 并且直接与地面基础进行绑扎, 那么秸秆砖之间必须紧密牢固地连接在一起, 从而加强刚性, 以抵抗水平荷载作用, 例如地震和风力。在将秸秆砖安装进框架时, 应提前考虑柱与秸秆砖的相对位置。如果柱放置在秸秆层的内部或外部, 秸秆砖的长度可以只考虑窗户和门的开洞。如果柱放置在秸秆砖之间, 结构柱网就近根据秸秆砖的长度布置, 这就使窗户和门的宽度相等。如果结构中使用了不同长度的秸秆砖, 且如果结构柱网服从主体结构考虑, 而不考虑秸秆砖的尺寸, 则柱子应更适宜安放在秸秆墙的内部或外部。以上任何一种情况下, 秸秆砖应该按“顺砖砌合”的方式铺设, 以免产生连续垂直接缝。
由于非承重秸秆墙体构造的灵活性, 它被广泛地应用在国内国外, 尤其是国内北方冬天的严寒地区。由于这种墙体所采用的秸秆砖的尺寸和密度较小, 所以在实际的生产加工中也更加容易。傅志前在研究不同密度的麦秸秆砖墙体导热系数时发现, 其导热系数随麦秸砖密度的增大先减小后增大, 并提出合理的麦秸秆砖墙密度范围为80~100 kg/m3[5]。这种墙体的应用也更加广泛多变, 王晓峰在进行新型农作物秸秆草砖的应用研究中发现普通砌体墙与秸秆草砖相结合, 可以提高传统墙体的保温性能。在秸秆草砖墙体中加入石膏板, 可以提高墙体防火性能[6]。
4 现存的问题
无论是承重型秸秆砖墙还是非承重型秸秆砖墙, 在国内的实践应用中可能存在一些不可忽视的问题, 这些问题能否妥善解决将很大程度影响到房屋的使用功能: (1) 国内有关秸秆草砖的制作生产, 虽有配套的机械设施, 但整体的生产流程尚未形成规范, 对草砖的质量和规格把控存在一定难度, 这也会为之后草砖的砌筑增添许多困难; (2) 在墙体砌筑过程中对一些尺寸不符合要求的秸秆砖需要进行二次打捆及拆散后重新打捆, 砌筑时该如何处理草砖之间的缝隙及墙面的平整度; (3) 在墙体完工前如何做好防潮、防腐处理, 将对后期的性能发挥和使用起到至关重要的作用; (4) 国内北方多数草砖房的墙体抹灰仍采用的是水泥抹灰, 由于其脆性很大, 蒸汽扩散系数很高, 会使秸秆砖与抹灰层出现裂缝, 长期以来会导致墙体的保温性能下降; (5) 外墙所采用的钢筋混凝土圈梁以及门窗过梁等处易产生热桥问题, 缺少保温层措施。
以上五个问题是在实地考察之后所总结出来的, 针对的是我国东北地区的草砖房, 可能还存在其他问题有待发现。
5 结语
秸秆建筑无疑是人们在建筑领域的研究和实践过程中所发现的一笔宝贵财富, 它对可持续建筑的贡献可以说是巨大的。将秸秆作为建筑围护结构的隔热材料, 将有助于持续性地减少建筑工业的CO2排放量。秸秆砖墙体所具备的绿色环保、经济节能以及可持续性等优越性在国内外掀起一股浪潮, 而它的优越性得益于对其建造工艺的完善与发展, 以及针对各种问题的妥善解决。它在国内拥有着广阔的发展前景, 对我国未来建筑的发展可以说是另辟蹊径。
参考文献
[1]Cale Ash, Mark Aschheim.In-plane cycle tests of plastered straw bale wall assembles[R].University of Illinois, 2011:1-31.
[2]Cory Michael Vitt.Technical Feasibility of Baling Vetiver Grass for Use as Load-Bearing Walls[J].Advances in Structural Engineering, 2011, 14 (5) :931-940.
[3]段文峰, 曹宝珠, 张国杰, 等.新型低碳秸秆草砖墙体设计研究[J].新型建筑材料, 2011, 38 (10) :34-36.
[4]栗剑.秸秆草砖墙体在水平荷载作用下的试验研究[D].长春:吉林建筑大学, 2015.
[5]傅志前.不同密度的麦秸砖墙导热系数试验研究[J].建筑材料学报, 2012, 15 (2) :291-292.
论述多孔砖墙体砌筑工程施工 篇2
1 对于多孔砖墙体材料要求
1.1 当节能墙体采用多孔砖或者空心砖的时候, 其强度等级应当大
于MU10, 孔隙率应当大于25%, 为了确保转的质量和规格的要求, 在材料进入施工现场之后, 还应当按照使用要求抽取一定数量的产品, 送国家承认的质量技术检验和监督站进行测试, 不符合设计要求的多孔砖或者空心砖, 不得用于建筑节能墙体的砌筑。多孔砖的技术性能随着当前社会发展中能够满足当前社会发展需求和国家相关要求是当前空心砖应用的主要方式。
1.2 多孔砖或者空心砖在高温下砌筑时候应当提前1~2天浇水进
行湿润, 如果砌筑的时候临时进行浇水, 砖体达不到原先预计的湿度, 或者表面存在水膜而影响了砖体的黏结度。综合考虑当前现场浇筑施工的过程中各种条件、砌体施工工艺和砌体强度, 砌砖的时候砖的含水量应当进行严格的控制, 控制在10%15%范围之内, 砖的含水率以湿润后睡得质量进行控制, 和干砖质量的百分数进行计算。
1.3 配置砌筑砂浆最好采用混合砂浆, 以改善和和易性并节约水泥;
配置砌筑砂浆的砂子的时候应当采用除了水泥和砂材料之外的空心砖和最好的深入石灰膏等各种屋脊掺合料, 有利于当前瓦工砌筑的时候铺灰浆将的应用, 保证在施工过程中空心砖的砌体的抗压和抗剪强度。
1.4 配制砌筑砂浆所用的水, 其质量应当符合设计要求, 水中不能含
有各种有害物质, 严谨使用石灰配置的砌筑砂浆, 以防止墙体在施工中出现严重的泛霜, 或者减重石灰的爆裂而导致墙体的破坏。
2 砌筑砂浆的质量要求
2.1 在证实拌制砌筑砂浆之前, 应当通过实验确定配合比例, 砂浆现场拌制的时候, 各组份材料应当采用重量比进行计量。
水泥和谁的计量精度应当为2%左右。砂子和石膏的计量精度为5%左右。
2.2 凡是在砌筑砂浆中掺入各种有机塑化剂、防冻剂等各种外加剂,
其在使用的过程中首先应当检验和试配, 检验其是否否和当前社会发展的要求, 更是当前社会发展过程中的主要处理措施和管理方式, 有机塑化剂砌体强度形式进行综合分析与检查, 保证其检查强度。
2.3 建筑砂浆的技术性质主要是通过新拌制砂浆的和易性和硬化后砂浆的强度进行分析与处理的过程。
其主要的存在形式和分析方法是通过当前砂浆的黏结力、变形等性质进行综合分析与应用的过程。
3 多孔砖施工要点
3.1 施工准备
3.1.1 皮数杆:
用30mm×40nm休料制作, 皮数杆上注明门窗洞口、木砖、拉结筋、圈梁、过梁的尺寸标高。特别注意在窗的上角应是七分砖。皮数杆间距15m, 一般距墙皮或墙角50mm, 转角处均应设立。皮数杆应垂直、牢固, 标高一致。
3.1.2 砖:常温天气在砌筑前一天将砖浇水湿润, 使砖的含水率在10%~15%;冬期施工应清除表面冰霜。
3.2 操作工艺要点
砌筑前, 基础墙或楼面应清扫干净, 洒水湿润。基础应采用实心砖砌筑。根据最下面第一皮砖的标高, 拉通线检查, 若水平灰缝厚度超过20mm, 用细石混凝土找平, 不得用砂浆
找平。
根据设计图纸各部位尺寸, 排砖撂底。排砖撂底是砌筑的第一步, 根据门窗洞口等尺寸, 先排好砖, 然后再进行砌筑施工, 使组砌方法合理, 便于操作。
3.2.1 拌制砂浆
砂浆配合比应用重量比, 计量精度为:水泥±2%, 砂及掺合料±5%。比例为水泥:砂:增稠粉=1:6.5:0.007。
用机械搅拌, 投料顺序为砂→水泥→掺合料→水, 搅拌时间为3min。砂浆应随拌随用, 水泥或水泥混合砂浆一般在拌和后2~4h内用完, 严禁用过夜砂浆。
3.2.2 砌多孔砖墙体
砌筑时, 一般一个瓦工负责两条轴线或一间房间的砌筑, 配合一个送砂浆的工人和一个送砖的工人。从转角或定位处开始砌筑, 内外墙同时进行, 纵横墙交错搭接砌筑。多孔砖的孔应垂直手砌筑面。
每层的轴线位置由经纬仪进行定位, 砌筑墙面的垂直度由线锤控制, 平整度由两个转角之间的控制线控制。为确保质量, 每道墙两面均设置控制线进行控制。
在水平灰缝施工的时候一般都采用坐浆法进行施工, 按照当前设计规范进行严格的控制, 保证灰缝在施工控制中其质量能够达到当前建筑设计要求。可以根据门窗口的高度, 调整当前水平灰缝大小, 并且严格的控制其灰缝的大小比例和要素, 在当前施工中是主要的满足关键和问题形式。平直通顺, 立缝用砂浆填实填满, 严禁出现各种瞎缝和亮缝, 对其中多于的砂浆及时的进行清除, 避免其影响墙体质量。
多孔砖墙按图纸设置构造柱, 在构造柱处应留马牙槎, 各种预留洞、预埋件等, 应按设计要求设置, 避免砌筑后剔凿。对电线盒预留洞口, 应由电工先定好管线位置和高度, 瓦工在砌筑时用切割机切出槽口, 线管安放后及时用C15细石混凝土填满灌实并和墙面抹平。为保证工程质量, 我们采用了掺微膨胀剂的C15细石混凝土, 结果表明采用微膨胀剂能有效减少封堵线管槽产生的裂缝。墙体严禁穿行水平暗管和预留水平沟槽。无法避免时, 将暗管居中埋于局部现浇的混凝土水平构件中。如需要穿墙时 (如水管等) , 在预留位置采用预制好的带套管的混凝土块代替多孔砖施工。混凝土块预先在现场制作, 大小和多孔砖相同, 强度为C15以上, 以确保工程质量。
因为要安装防盗门和塑钢窗, 所以多孔砖墙门窗框两侧应预埋混凝土块, 每侧至少3块, 窗框视大小而定, 超过1.8m的埋4块。混凝土块和上述作法相同, 随砖一起砌筑, 不允许事后剔凿放置, 有效保证了安装防盗门和塑钢窗的牢固性以及墙体的整体稳定性。
转角及两墙交接处同时砌筑, 不得留直槎, 对不能同时砌筑而又必须留置的临时间断处, 应砌成斜槎, 斜槎高不大于1.2m。接槎时, 必须将接槎处的表面清理干净, 浇水湿润。
结束语
随着当前社会发展中, 人们对各种建筑施工要求的不断增加, 多孔砖以各种优势逐步的占据了当前建筑施工中的主要施工措施和施工工艺, 成为当前建筑工程墙体砌筑中的重要结构形式和施工方法, 更是在当前施工中, 有效的减少和降低建筑工程造成的环境污染因素的缺陷, 为可持续发展道路奠定了基础。
参考文献
[1]朱卫中, 周运灿, 单星本.黑龙江省发展新墙材的优势和前景[A].2006 (西安) 国际墙体屋面材料技术交流大会暨第九届生产装备博览会论文集[C].2006.
探讨多孔砖墙体砌筑工程施工工艺 篇3
1 对于多孔砖墙体施工优势
混凝土多孔砖是于1998年研制并大力推广与生产的一种新型墙体材料。经过多年的广泛应用, 多孔砖在目前被广泛的应用在住宅工程、各种厂房建设工程以及其他特殊的建筑工程项目中, 由于其在应用之中具有着墙面砌筑平整、施工材料损耗低、抹灰层厚度控制难度小的优势和产品本身具有的免烧、制作环节污染少以及良好的废物利用优势成为目前建筑工程项目中的主要材料之一。
混凝土多孔砖本身是一种节能、环保、节地的新型墙体材料, 是目前国家建设部主要的推广项目和节能、节工原料。基于这种优势, 在目前的节能墙体建设中, 多孔砖和混凝土空心砖被广泛的采用, 同时也受到社会各界人士的欢迎与研究。其在施工的过程中, 通常都是将材料等级控制在MU10以上, 同时对于施工缝的控制更是要进行严格处理。通常情况下, 为了提高施工质量和满足设计需求, 在材料进场之后首先都是对材料质量和产品数量进行严格的审查, 同时更是选择一定数量的产品送由国家相关部门和单位进行测试, 对于不符合设计要求的多孔砖和空心砖在施工中要严谨使用。就目前的社会发展而言, 随着科学技术的不断变化, 多孔砖施工技术也得到了一定程度的更新与改进, 为满足社会和国家相关需要提供了良好的技术储备。
2 目前施工中存在的相关问题
由于在现阶段多孔砖墙体施工的过程中, 工作人员对于这种新墙体材料的产品功能和相应的应用优势存在着一定的认识不足, 造成大部分工作人员对于多孔砖仍是采用传统的施工方法进行施工, 这就造成了工程项目中存在着较多的不足与隐患, 同时也给施工质量带来了严重的隐患。这些质量隐患主要出现在建筑物墙体与柱体, 墙体与墙体以及墙体与梁结构连接中存在着较多的裂缝, 同时也有部分墙体上呈现出步状的裂缝等缺陷。这些裂缝的存在在一定程度上影响了建筑工程施工质量, 同时也造成了建筑工程施工效益的影响。一般情况下造成这些质量隐患的主要原因是:
2.1 在多孔砖生产的过程中多数企业对于多孔砖性能与生产工
艺认识不足, 造成了产品强度不高, 无法满足高荷载建筑工程要求, 同时也达不到行业标准规定的最低值要求。
2.2 砖块制作之后的养护时间控制不够合理, 没有达到现有规
定标准的28天养护龄期的要求, 同时在养护工作中所采用的养护条件和养护方法不合理。
2.3 砖体在制作完成之后由于受到自然或者人为因素的影响,
使得多孔砖产品受到雨水或者其他水的浸蚀, 使得产品出场之后含水率过高, 这就造成了施工质量不足的隐患。
3 砌筑砂浆的质量要求
3.1 在证实拌制砌筑砂浆之前, 应当通过实验确定配合比例, 砂
浆现场拌制的时候, 各组份材料应当采用重量比进行计量。水泥和谁的计量精度应当为2%左右。砂子和石膏的计量精度为5%左右。
3.2 凡是在砌筑砂浆中掺入各种有机塑料化剂、防冻剂等各种
外加剂, 其在使用的过程中首先应当检验和试配, 检验其是否否和当前社会发展的要求, 更是当前社会发展过程中的主要处理措施和管理方式, 有机塑化剂游荡和气体强度形式进行综合分析与检查, 保证其检查强度。
3.3 建筑砂浆的技术性质主要是通过新拌制砂浆的和易性和硬
化后砂浆的强度进行分析与处理的过程。其主要的存在形式和分析方法是通过当前砂浆的黏结力、变形等性质进行综合分析与应用的过程。
4 多孔砖施工要点
在多孔砖施工的过程中, 为了避免以上施工质量缺陷与隐患, 通常在施工的过程中需要采用合理、科学的施工技术和施工要点进行全面分析与总结, 并对施工中存在的问题进行严格处理。
4.1 施工准备
4.1.1 皮数杆
用30mm×40nm休料制作, 皮数杆上注明门窗洞口、木砖、拉结筋、圈梁、过梁的尺寸标高。特别注意在窗的上角应是七分砖。皮数杆间距15m, 一般距墙皮或墙角50mm, 转角处均应设立。皮数杆应垂直、牢固, 标高一致。
4.1.2 砖
常温天气在砌筑前一天将砖浇水湿润, 使砖的含水率在10%~15%;冬期施工应清除表面冰霜。
4.2 操作工艺要点
砌筑前, 基础墙或楼面应清扫干净, 洒水湿润。基础应采用实心砖砌筑。根据最下面第一皮砖的标高, 拉通线检查, 若水平灰缝厚度超过20mm, 用细石混凝土找平, 不得用砂浆找平。
根据设计图纸各部位尺寸, 排砖撂底。排砖撂底是砌筑的第一步, 根据门窗洞口等尺寸, 先排好砖, 然后再进行砌筑施工, 使组砌方法合理, 便于操作。
4.2.1 拌制砂浆
砂浆配合比应用重量比, 计量精度为:水泥±2%, 砂及掺合料±5%。比例为水泥:砂:增稠粉=1:6.5:0.007。
用机械搅拌, 投料顺序为砂→水泥→掺合料→水, 搅拌时间为3min。砂浆应随拌随用, 水泥或水泥混合砂浆一般在拌和后2~4h内用完, 严禁用过夜砂浆。
4.2.2 砌多孔砖墙体
砌筑时, 一般一个瓦工负责两条轴线或一间房间的砌筑, 配合一个送砂浆的工人和一个送砖的工人。从转角或定位处开始砌筑, 内外墙同时进行, 纵横墙交错搭接砌筑。多孔砖的孔应垂直手砌筑面。
每层的轴线位置由经纬仪进行定位, 砌筑墙面的垂直度由线锤控制, 平整度由两个转角之间的控制线控制。为确保质量, 每道墙两面均设置控制线进行控制。
组砌时, 采用梅花丁砌筑形式。砌筑方法采用“三一”砌砖法, 上下错缝, 交接处咬槎搭砌, 严禁使用掉角严重的多孔砖。
水平灰缝采用坐浆法, 按规范要求厚度为8~12mm。因此可以根据门窗口的高度, 调整各水平灰缝的大小, 并严格控制在规范范围内。砂浆饱满度要求在90%以上, 平直通顺, 立缝用砂浆填实填满, 严禁出现瞎缝和亮缝, 随砌随用小工具将缝中多余的砂浆清除。
结束语
秸秆砖墙体 篇4
近年来我国不断进行“禁实”、“禁粘”工作，混凝土多孔砖是一种具有节能、节地、利废等优点的新型墙材制品，现在使已得到普遍应用。但是，我们从那些已完成的混凝土多孔砖的建筑工程上看，有的墙体发现裂缝，对混凝土墙材制品的推广起到了负面效应，成为大家关注的焦点，也成了工程界迫切需要解决的问题之一。
造成墙体开裂的因素有不少，在材料收缩上，主要有砌块自身的收缩和砌筑砂浆的收缩。本文分析了龄期、环境温度及相对湿度对混凝土多孔砖和混合砂浆试块收缩变形的影响，以期对实际工程中控制墙体裂缝问题提供一定的参考依据。
1 收缩试验内容
1.1 试验原材料
混凝土多孔砖，采用郑州亚西新型建材有限公司制备的同一批刚出模的砖，规格是240mm×115mm×90mm，我们通过测定得到的结果是：28d的抗压强度是10MPa，抗折强度是1.47MPa，出模时的相对含水率为42.1%。
试验所用干缩砂浆试件采用222mm×70.7mm×70.7mm钢模成型。试验原料采用河南新乡中桥牌32.5级复合硅酸盐水泥，用砂为中砂，细度模数2.6。按文献[1]进行混合砂浆的制作，配合比设计如表1所示。
1.2 试验方案
本试验设计的主要变化参数有三个：环境温度、相对湿度和龄期。
环境条件：试块所处的标准养护环境：温度为20±3℃，相对湿度大于90%。
试块所处的自然养护环境：把它放在平滑玻璃板上，以便它能自由收缩变形。
实验过程中，每天都把自然环境的温度及相对湿度写下来，以此来考察试块收缩变形是如何受周围环境温湿度影响的。试验方案详见表2、表3。
注：试块S(N)m符号含义：标准养护用S来表示，自然养护用N来表示，m为试块初始含水率情况：当m值为1时是没有浸水的不饱和试块；当m值为2时是浸水的饱和试块.
注：试块符号含义：S为标准养护，N为自然养护.
本试验所用的量测仪器为成都成量的外径千分尺，取每组3个试件平均值作为所测收缩的标准值，其精度为0.001mm[2]。
1.3 试验结果及分析
1.3.1 龄期的影响
图1、图2、图3分别向我们展示了标准养护环境和自然养护环境下试块60d的收缩率，从中可以得到结论：混凝土多孔砖最初试块收缩速度比较快，到11d左右渐趋稳定，不同强度等级的混合砂浆试块在前28d龄期内，收缩率随龄期大致呈线性增长，之后渐趋稳定。
由于在工程中混凝土多孔砖上墙后，吸收砂浆中的水分，其内部含水率介于出模时含水率与饱和含水率之间。由文献[3]可知，经过二次膨胀的混凝土多孔砖的干缩率为饱和含水率混凝土多孔砖干缩率的0.58倍。因此，我们得出混凝土多孔砖与M9.5和M12.3混合砂浆的收缩率，如表4所示。
从试验数据中，我们可以看出：在同种养护环境条件下，混合砂浆收缩率要是混凝土多孔砖的6-7倍，而且混合砂浆收缩稳定期较长。
1.3.2 温度和相对湿度的影响
根据图1和图3，我们得出结论：对混凝土多孔砖和砂浆试块的收缩影响相对较大的因素是环境温度和相对湿度：收缩程度随着温度的升高而变大；随着相对湿度的增大而变小。例如S1的环境中，温度是20±3℃，相对湿度大于90%，其60d收缩率为0.096mm/m;N1的环境中的平均温度为18.6℃，平均相对湿度为37.9%，其收缩率为0.340mm/m。
1.3.3 初始含水率的影响
依据图2，我们发现初始含水率也关系到混凝土多孔砖的收缩：初始含水率越高，其内部水化反应越充分，水分蒸发越多。混凝土多孔砖的收缩率越大。因此，对混凝土多孔砖上墙含水率的严格把关，对避免墙体开裂变形非常有利。
2 墙体收缩收缩裂缝产生机理
如表4所示，混合砂浆收缩率要是混凝土多孔砖的6-7倍，而且混合砂浆收缩稳定期较长。由于砂浆收缩较大，其收缩受到砌块的约束并且引起砂浆内部拉应力，反之，砂浆对砌块产生了反向的压应力，若此拉应力比砌块间的的粘结强度大，裂缝就出现在灰缝处；若砌块间的砂浆粘结强度比砌块抗拉强度强，砌块裂开的可能性就比较大。收缩裂缝不是结构裂缝，但它们破坏了墙体外观。
3 结语
(1)本文主要研究了龄期、环境温度及相对湿度对混凝土多孔砖和不同强度等级混合砂浆试块收缩的影响规律。
(2)混凝土多孔砖收缩稳定需11d左右，而混合砂浆试块收缩稳定需28d左右，之后收缩渐趋平衡。
(3)混合砂浆收缩率要是混凝土多孔砖的6-7倍，由于砂浆收缩较大，其收缩受到砌块的约束并且引起拉应力，若此拉应力比砌块间的的粘结强度大，裂缝就出现在灰缝处；若砌块间的砂浆粘结强度比砌块抗拉强度强，砌块裂开的可能性就比较大。
摘要：通过对混凝土多孔砖与不同强度等级的混合砂浆试块连续60d干燥收缩变形的试验研究。阐述了环境相对湿度及龄期对混凝土多孔砖与混合砂浆试块收缩变形的影响,研究结果可为我国新型墙材在工程中的应用提供参考依据。
关键词：混凝土多孔砖,混合砂浆,收缩,裂缝
参考文献
[1]建筑砂浆基本性能试验方法(JGJ70-90)[S].
[2]刘立新,田高燕,赵文兰.混凝土多孔砖干燥收缩性能研究[J].新型建筑材料,2008(9):23-26.
秸秆砖墙体 篇5
目前,我国是世界上每年新建建筑量最大的国家,每年20亿m2新建面积,消耗了全世界40%的水泥和钢材。混凝土结构仍然是当前乃至今后一段时间我国房屋建筑采用的主要建筑类型。混凝土的大批生产消耗了大量的砂石资源并破坏了生态环境。此外,我国建筑的寿命较短,加之重大基础设施改造、市政工程建设等多方面将每年产生数以亿吨计的建筑垃圾。我国建筑垃圾的数量已占到城市垃圾总量的30%~40%。这些体量巨大的废弃混凝土的堆积和处理污染环境,需要昂贵的费用,并带来巨大的环境威胁[1,2]。
将废弃混凝土回收并经破碎、分级处理后,作为再生骨料重复利用,生产制作新的“再生混凝土”用于新建建筑物,可以从根本上解决废弃混凝土的处置问题,节约资源,减轻污染,具有显著的社会效益、经济效益和环保效益[3,4]。
废弃混凝土作为再生骨料用于制作再生混凝土一直是国内外研究的重点[5,6]。目前国内外对再生混凝土的力学性能和结构性能进行了较系统的研究,也进行了部分工程应用。但是对采用再生混凝土骨料制作墙体材料(再生混凝土小型空心砌块、再生混凝土多孔砖)的研究较少。现有研究表明,再生混凝土的强度等性能完全满足生产再生混凝土墙体材料的要求,因此,开发制作再生混凝土墙体材料是完全可行的。近年来,混凝土多孔砖在国内得到了广泛的应用,已经成为替代黏土砖的新型墙体材料之一。利用废弃的混凝土骨料生产制作的再生混凝土多孔砖具有“节能”、“利废”、“环保”、“节土”等优点,是一种符合可持续发展要求的绿色建材。开发制作再生混凝土多孔砖对于建筑节能、墙体革新以及废弃混凝土高效回收利用具有重要的推动作用。
本研究制作了再生骨料掺入量为75%,目标强度等级为MU10的再生混凝土多孔砖。对2片再生混凝土多孔砖墙体进行了轴心竖向荷载作用下的试验研究,分析了再生混凝土多孔砖墙体在竖向荷载作用下的受力全过程及破坏形态,为再生混凝土多孔砖的推广应用提供依据。
1 试验概况
1.1 试件设计与制作
试件制作的再生混凝土多孔砖目标强度等级为MU10,再生混凝土骨料掺入量为75%,采用南京市浦口区新源轻质砖厂的全自动生产线制作再生混凝土多孔砖,其外形和普通混凝土多孔砖相同。
本试验共设计2片再生混凝土多孔砖墙体,墙体尺寸为1000 mm×2000 mm×240 mm,顶部设有1 m长的圈梁,截面尺寸(宽×高)为240 mm×200 mm,圈梁纵向配有4根直径12mm的HRB335钢筋,箍筋采用直径6 mm、间距200 mm的HPB235钢筋。墙体砌筑在坚固的平整水平地面上,由同一名中等技术水平工人用分层流水作业法砌筑,每盘砂浆均匀地用于各片墙片。墙体试件砌至顶面时,停放4 d,当砂浆达到一定强度后,放置钢筋笼,支护模板,然后浇筑圈梁。每个墙片上贴4个应变片,用来测量混凝土多孔砖的竖向应变,由DH3818应变采集仪跟踪采集。墙片具体尺寸及应变片的布置如图1所示。
竖向荷载由液压千斤顶通过水平反力架施加,加载装置如图2所示。采用分级加载的方法,每一级所加的荷载取预估极限荷载的10%。正式加载前,在预计破坏荷载的5%~10%内,反复预压2~3次,使试件底部以及顶部干砂挤压密实。加载过程中,每一级荷载的加压在1.0~1.5 min内均匀加完,恒载1~2 min后再施加下一级荷载。
1.2 材料力学性能试验
制作墙体的同时按GBJ 129—90《砌体基本力学性能试验方法标准》制作砂浆试块、混凝土试块以及多孔砖试块。再生混凝土骨料替代率为75%,试验同时进行材料力学性能试验。测试结果为:再生混凝土多孔砖的抗压强度8.46 MPa,砂浆抗压强度为9.64 MPa,混凝土抗压强度为17.8 MPa。
2 试验结果及分析
2.1 试验受力全过程及破坏特征
再生混凝土多孔砖墙体的受压破坏过程和普通混凝土多孔砖的破坏过程基本相似。试件整个受力过程大致可以分为3个阶段:(1)弹性阶段;(2)裂缝发展即弹塑性阶段;(3)破坏阶段。开裂前,墙体处于弹性工作阶段;试件的初裂荷载约为极限荷载的40%~50%,W-1试件在竖向荷载为300 k N时,W-2试件在竖向荷载为240 k N时,出现了初始裂缝,第1条竖向裂缝产生于试件中部的单块砖内;试件开裂后,随着荷载的增大,原有裂缝向上、下延伸,缝宽加大,并逐渐形成了贯通2~3皮砖的裂缝,同时在墙体的其它部位不断有新的裂缝产生;随着荷载的增大,局部裂缝发展不大,竖向裂缝逐渐延长、增多,多数竖向裂缝首先产生于竖向砂浆缝,并且沿着竖向砂浆缝伸入砖内部;接近极限状态时,裂缝继续发展,缝宽明显增大,并形成几条上下贯通的主裂缝,贯通的主裂缝将墙体分隔成几个独立的小立柱,小立柱被压坏,墙体达到了极限状态而破坏。墙体达到极限状态时,试件的正面形成了上下贯通的主裂缝,裂缝分布如图3所示。
2.2 试验主要结果
实测得到的各墙体开裂荷载和极限承载力见表1。开裂荷载取墙体出现明显裂缝时对应的荷载读数;当竖向荷载无法增大时,认定为该墙体丧失承载能力而达到破坏状态,其最大荷载读数为该墙体的极限荷载。
从表1可以看出,W-1试件、W-2试件的开裂荷载分别为极限荷载的42.2%、35.3%;从表1还可以看出,墙体的极限压应力低于单块混凝土多孔砖的抗压强度,且低于标准混凝土多孔砖砌体的抗压强度。
3 再生混凝土多孔砖墙体轴心受压承载力计算
GB 50003—2010《砌体结构设计规范》(征求意见稿)中计算无筋砌体轴心受压承载力的计算公式为:
式中:N——轴向受压承载力,k N;
φ———高厚比β和轴向力的偏心矩e对受压构件承载力的影响系数,当计算轴心受压时,φ=φ0;
f——砌体轴心抗压强度设计值,MPa;
A——墙体的受力面积,mm2。
对于本试验模型,偏心矩e为0,构件的高厚比β>3,所以要考虑由附加弯矩引起的侧向变形影响。高厚比采用该规范中的公式计算:β=γβH0/h。
按式(1)对墙体的轴心受压承载力进行计算,计算结果及与试验实测极限承载力的对比见表2。
从表2可知,按GB 50003—2010中公式计算得到的再生混凝土多孔砖墙体的轴心受压承载力与试验实测结果吻合较好,试验值要略大于理论计算值,因此,偏于安全考虑,再生混凝土多孔砖墙体的轴心受压承载力可以按GB 50003—2010的相关公式计算。
4 结论
(1)再生混凝土多孔砖墙体的破坏过程和普通混凝土多孔砖墙体的破坏过程基本相似,同样经历了弹性阶段、裂缝发展阶段及破坏阶段。
(2)再生混凝土多孔砖墙体在轴心荷载作用下的破坏形态为裂缝贯通后的受压破坏。
(3)再生混凝土多孔砖墙体的受压承载力可按GB 50003—2010《砌体结构设计规范》(征求意见稿)的相关公式计算。
参考文献
[1]Chi-Sun Poon,Dixon Chan.Effects of contaminants on the prop-erties of concrete paving blocks prepared with recycled concreteaggregates[J].Construction and Building Materials,2007,21:164-175.
[2]刘佳亮,孙伟民,郭樟根,等.再生混凝土梁承载力的试验[J].南京工业大学学报(自然科学版),2008(5):38-42.
[3]肖建庄,黄江德,李宏.灾后重建再生砌块砌体结构性能和设计研究[J].四川大学学报(工程科学版),2009,41(3):202-208.
[4]Poon C S,Dixon Chan.The use of recycled aggregate in con-crete in Hong Kong[J].Resources,Conservation and Recycling,2007,50:293-305.
[5]Bektas F,Wang K,Ceylan H.Effects of crushed clay brick aggre-gate on mortar durability[J].Construction and Building Materials,2009,23:1909-1914.
秸秆砖墙体 篇6
关键词：煤矸石多孔砖,约束墙体,抗剪承载力
1 概述
煤矸石多孔砖是以煤矸石、粉煤灰等工业废料为主要材料烧制而成的，可以实现“保护土地”、“节约能源”、“充分利用工业废料、保护环境”的目的，是一种比较理想的替代实心粘土砖的墙体材料，煤矸石多孔砖目前被广泛应用到房屋建筑中。地震是一种给人们带来巨大财产损失和人员伤亡的突发自然灾害，由于地震的复杂性，现在还很难准确预报地震发生，人类能做到的是通过合理的设计来减少地震灾害所造成的损失。增设构造柱和圈梁是砌体结构抗震的有效措施，设置构造柱和圈梁后就对墙体就形成一定的约束，为了掌握在构造柱和圈梁约束下煤矸石多孔砖墙体的抗震性能，就有必要对约束煤矸石多孔砖墙体抗剪性能进行研究，通过试验对约束煤矸石多孔砖抗剪性能进行研究。
2 抗剪承载能力实验
根据JGJ137-2001《多孔砖砌体结构设计规范》[1]设计制作设置了圈梁和构造柱的墙体试件3片墙体，(1)号墙片为采用M7.5砂浆砌筑，竖向压力为σ0=0.31N/mm2；(2)号墙片为采用M7.5砂浆砌筑，竖向压力为σ0=0.55N/mm2；(3)号墙片为采用M5.0砂浆砌筑，竖向压力为σ0=0.31N/mm2。墙片两端设钢筋混凝土构造柱，上部设钢筋混凝土圈梁，底部设钢筋混凝土地梁。墙体外廓尺寸3200×240×3150mm，按7度区考虑，构造柱与墙体连接处砌成马牙槎，沿墙高每隔500mm设2Φ6拉结筋，每边伸入墙内不宜小于1米，钢筋采用HPB235。
构造柱：截面240×240mm，截面配筋按构造要求配置：纵筋4Φ12，箍筋Φ8@250，两端500mm范围箍筋加密，Φ8@150。
圈梁：墙顶部截面240×150mm,3.2m长，混凝土等级：C20；截面配筋按构造要求配置：纵筋4Φ12，箍筋Φ8@250，钢筋采用HPB235。
2.1 试验装置
本试验所使用的主要仪器设备主要有:水平荷载加载由MTS液压伺服加载系统完成,竖向加载由配有300吨可自动补偿千斤顶和多功能加载架完成,数据量测位移分别由精密传感器位移计和百分表完成。
2.2 加载制度
在恒定竖向加载下进行水平往复作用加载的方式。低周期反复荷载试验的加载方式主要有三种,力控制加载、位移控制加载、力—位移混合控制加载三种。本试验采用力—位移混合控制加载,加载制度如图1所示。墙体底端地圈梁用螺栓固定,墙体顶端用带有滚轴的油压千斤顶加分配梁实现施加竖向均布荷载。水平荷载由侧向的MTS电液伺服系统加载。构造柱顶端设2个位移计测顶端的水平位移,墙体中间设6个百分表测定加载过程中的水平和竖向位移,具体布置情况如图2所示。水平荷载波形采用三角波形。开始用力控制加载,每次增加18KN直到加到开裂荷载后,用位移控制加载。
在试验时,竖向压应力σ0分别为:σ0=240KN/240×3200=0.31N/mm2;σ0=420KN/240×3200=0.55N/mm2。
2.3 试验结果整理
墙片(1)竖向恒定压力为σ0=0.31N/mm2，水平方向施加往复荷载。墙片(1)荷试验结果经整理后见表1。
墙片(2)竖向恒定压力为σ0=0.55N/mm2，水平方向施加往复荷载。墙片(2)荷载-位移实测值见表2。
墙片(3)竖向恒定压力为σ0=0.55N/mm2，水平方向施加往复荷载。墙片(3)的试验结果经整理后性能参数见表3。
图3-5分别给出了墙片(1)、(2)、(3)在水平往复荷载作用下的P-Δ骨架曲线。
对于墙片(1)、(2)、(3)在水平往复荷载达到100KN以前，墙片处于弹性工作阶段，荷载和位移的关系接近线性关系，之后墙体刚度有所降低，滞回曲线斜率减小。当水平荷载增加到250KN以上时，墙体两端的构造柱横截面出现裂缝，随着荷载的进一步增加，墙片(5)、(6)底部圈梁出现竖向裂缝，并随着水平荷载的增加，裂缝不断开展，同时水平荷载增长变缓，墙体位移急剧上增加，当墙片(1)、(2)的水平往复荷载分别达到432KN和401KN时，最终圈梁发生破坏。墙片(3)由于在底部圈梁采用钢板加固，最终墙体形成交叉裂缝，最终导致墙体出现交叉裂缝，发生破坏，所承受的最大荷载为420KN。墙片(2)的破坏情况与墙片(1)类似，但由于竖向压力的增大，墙体(2)的开裂荷载与极限荷载均较墙(1)略高。
3 煤矸石多孔砖墙体抗剪承载力计算
煤矸石多孔砖墙体抗剪承载力计算有两种考虑，一种不考虑构造柱何圈梁对墙体的约束作用，一种是考虑构造柱何圈梁对墙体的约束作用。
3.1 不考虑构造柱对墙体抗剪承载力的贡献
根据GB 50003-2001《砌体结构设计规范》[2]查得抗剪强度计算MU10多孔砖，砌筑砂浆为M5时，fv=0.11MPa;
MU10多孔砖，砌筑砂浆为M7.5时，fv=0.14MPa
GB 50003-2001《砌体结构设计规范》规定，各类砌体沿阶梯形截面破坏的抗震抗剪强度设计值，应按下面式计算
式中：fv E—砌体沿梯形截面破坏的抗震抗剪强度设计值；fv—非抗震设计的砌体抗剪强度设计值；ζN—砌块抗震抗剪强度的正应力影响系数，由σ0/fv，的值确定。
采用M5混合砂浆砌筑的煤矸石多孔砖墙体，轴向压应力0.55MPa时，
采用M7.5混合砂浆砌筑的煤矸石多孔砖墙体，轴向压应力0.55 MPa时
采用M7.5混合砂浆砌筑的煤矸石多孔砖墙体，轴向压应力0.31 MPa时，
当不考虑构造柱的约束作用单片墙抗力时按式（1）计算
式中：A-墙体横截面面积，多孔砖指毛截面面积；γRE-承载力抗震调整系数。
实测值和公式（1）计算值的比较见表4
从表4中可以看出实测值远高出规范计算值。
3.2 考虑构造柱对墙体抗剪承载力的贡献
考虑构造柱对墙体抗剪承载力提高的作用，对中部有构造柱参与工作的组合墙体，《建筑结构抗震设计规范》（GB50011-2001）[3]，给出了截面抗力按式（2）进行计算
Ac—中部构造柱截面面积；ft—中部构造柱混凝土轴心抗拉强度设计值；As—中部构造柱的中钢筋截面总面积；fy—钢筋抗拉强度设计值；ξ—中部构造柱参与工作系数；居中设一根时取0.5，多于一根取0.4；ηc—墙体约束修正系数；一般情况取1.0，构造柱间距不大于2.8m时取1.1。
按公式（2）的计算结果与实测值的比较见表5
从表5中可以看出，实测值还是远比计算值高，可见煤矸石多孔砖墙体的抗剪承载能力，煤矸石空心砖砌体抗剪承载能力要充分考虑构造柱和圈梁对墙体的约束作用。
3.3 约束煤矸石多孔砖墙体承载力计算
本次试验所研究的墙体是两端设置了构造柱，顶部设置了圈梁的约束墙体，因此应该考虑构造柱对抗震承载力的贡献。经比较分析对式（2）进行修正，其承载力设计值建议采用下面公式进行计算
Ac—两端构造柱截面面积；ft—构造柱混凝土轴心抗拉强度设计值；As—构造柱的中钢筋截面总面积；fy—钢筋抗拉强度设计值；ξ—构造柱参与工作系数，取0.4；η'c—墙体约束修正系数；一般情况取1.8，构造柱间距不大于2.8m时取2。
按式（3）重新计算设计承载力与实测值的比较见表6
从表6中可以看出，计算值与实测值比较接近。
4 结论
(1）煤矸石多孔砖墙在设置构造柱和圈梁后具有较好的抗震性能。煤矸石多孔砖砌体圈梁和构造柱连成一个整体，由于墙体受到圈梁和构造柱的约束，增强了墙体的延性和整体性，同时又由于灰缝间砂浆形成销键作用，使得煤矸石多孔砖墙体水平抗剪能力大大提高；（2）设置构造柱和圈梁的煤矸石多孔砖墙体的水平抗剪承载能力建议按下式计算:
其中：η'c墙体约束修正系数建议取值范围为1.8-2。
参考文献
[1]JGJ137-2001,多孔砖砌体结构技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2001.
[2]GB50003-2001,砌体结构设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2002.