A类蒸压加气混凝土砌块基本力学性能及砌体受力性能研究(下)

Ａ类蒸压加气混凝土砌块　基本力学性能及砌体受力性能研究（下）　高连玉１赵成文２张　亮２　（１．中国建筑东北设计研究院，沈阳１１０００３；２．沈阳建筑大学土木工程学院，沈阳１１０１６８）　【摘　要】Ａ类蒸压加气混凝土砌块，即块体尺寸精确，其物理、力学性能满足砌块承重建筑体系要求　的新产品，为将蒸压加气混凝土砌块推广应用至具有节能、抗震保障的多层承重建筑，扩大应用领域．　中国工程建设标准化协会砌体结构委员会委托中国建筑东北设计研究院和沈阳建筑大学草拟了《Ａ类　蒸压加气混凝土砌块》标准，编制了《　蒸压加气混凝土砌块砌体结构技术规程》的模式框架．并对符　合　蒸压加气混凝土砌块要求的北京现代建筑材料公司的产品进行了２４＋轴压、３６个通缝抗剪试件　及较为系统的几种形式墙片的抗震能力以及构造措施的效果试验研究．为　蒸压加气混凝土砌块的　性能要求提供了科学依据．为Ａ类蒸／￣－／ｍ气混凝土砌块承重体系房屋的抗震设计提供了可靠的依据　【关键词】Ａ类蒸压加气混凝土砌块；砌体；砌筑；灰缝；抗压；抗剪；控制　４墙体抗震性能试验研究　配梁。墙片砌筑在强度等级为Ｃ３０的混凝土地梁上　（主筋６＠１８ｍｍ，箍筋（Ｉ）６ｍｍ＠２００）。墙片基本参数如　为了深入研究蒸压加气混凝土承重体系的抗震　表１，试件示意如图１。　性能及不同构造措施对抗震性能的改善状况．中国建　表１　墙片试件基本参数　筑东北设计研究院和沈阳建筑大学对采用无筋普通　试件分组　灰缝厚度（ｍｍ）　砌筑方式　正应力（ＭＰａ）　砂浆砌筑、专用砂浆砌筑以及采取不同构造措施砌筑　的蒸压加气混凝土砌块墙体。在沈阳建筑大学建设部　Ｗ—Ｐ一１　Ｗ—ＰＧ一２　Ｗ—ＰＧ一３　Ｗ—ＰＸ＿４　Ｗ—ＺＸ一５　Ｗ—Ｚ一６　８－１２　８－１２　８－１２　８－１２　４－７　４－７　普通砂浆　措施３　措施３　措施１　措施２　专用砂浆　０．６　０．６　０．４　０．６　０．６　０．６　重点结构试验室进行了较为系统的试验．研究了几种　形式墙片的抗震能力以及构造措施的抗震效果．为Ａ　类蒸压加气混凝土砌块承重体系房屋的抗震设计提　供了可靠的依据　４．１　试件设计和试验方案　４．１．１试件设计与制作　本次共对６片墙进行了试验．即无筋普通砂浆砌　筑墙片一片；普通砂浆采取措施１、３砌筑墙片三片；　专用砂浆砌筑、专用砂浆采取措施２砌筑各一片。砌　块统一采用北京现代建筑材料有限公司的蒸压加气　混凝土砌块，外型尺寸为６００ｍｍｘ２４０ｍｍｘ２５０ｍｍ，强　度等级Ａ５．Ｏ。砂浆设计强度均为Ｍ５．Ｏ。墙片设计尺寸　的混凝土压梁（主筋４￣１２ｍｍ，箍筋（Ｉ）６ｍｍ＠２００），压　图１　墙片试件示意图　为１２１０ｍｍｘ２４Ｏｍｍｘ１２９０ｍｍ。墙顶为强度等级为Ｃ３０　４．１．２试验方案　（１）试验仪器和加载装置，见表２。　梁高２５０ｍｍ模拟为圈梁。且在加垂直荷载时作为分　为了更好地模拟房屋层问墙体在地震作用下的　・３４・　２００８年３期　维普资讯 http://www.cqvip.com

表２加载设备和测量仪器　仪器设备　液压千斤顶ｆ３００ｋＮ）　ＭＴＳ－￣动器ｒ２５０ｋＮ）　位移计ｆ＋１００ｒａｍ）　百分表　移为控制量．并以该位移值的倍数为级差进行位移控　数量　测点布置及作用　２　１　２　２　制加载．位移控制时循环两次　直到力下降至极限荷　载的８０％试验停止　４．２试验结果　通过分配梁施加均布荷载　通过四连杆Ｌ梁施加水平荷载　顶粱和地梁端部面形心各装一个．分别　测量墙顶位移试件的整体水平位移　、本次试验砂浆强度采用试块强度和回弹仪测定　的实际强度值．开裂荷载Ｐｃ指墙体上出现肉眼所见　的第一条裂缝时的荷载值．破坏荷载Ｐｗ为下降到极　限荷载８０％附近的荷载值　蒸压加气混凝土砌块墙体在水平往复荷载作用　均匀在地梁两侧．以测量其竖向位移　工作特性和破坏模式．试件的上下两端设置了钢筋混　２．１　墙体破坏特征　凝土梁．通过四连杆机构保证墙体顶部在水平力作用　４．下只有水平移动而无转动的边界条件．见图２　为了模　拟房屋层间墙体作用的竖向荷载．采用同步液压加载　下呈剪切型破坏　由于砌块抗压强度较低．砌体砂浆　装置，并配有自动保压和压力调节装置ｆＪＳＦ—ＩＩ／３１．５—　强度一般高于砌块强度．因此墙体破坏大部分为砌块　４高精密静态伺服液压控制台）　千斤项　破坏而不是像黏土砖墙体那样沿砂浆灰缝破坏　现将　几种砌体的破坏特征分别叙述如下：　（１）普通砂浆砌筑墙体（Ｗ—Ｐ一１）和专用砂浆砌筑　墙体（Ｗ—Ｚ一６）　当水平荷载达到开裂荷载时．普通砂浆砌筑的墙　体突然出现沿４５￣斜裂缝．裂缝大部分穿过砌块而很　少沿灰缝破坏。墙体开裂前无明显破坏迹象．裂缝出　现后扩展迅速，破坏后裂缝高度也较大，见图３。专用　砂浆砌筑的墙体破坏时的突然性比普通砂浆砌筑的　墙体略好一些，开裂也稍晚，破坏特征见图４　它们的　裂缝形式基本为一组交叉主裂缝　图２四连杆加载装置　（２）加载方法　在施加水平往复荷载之前．首先施加竖向荷载．　图３　Ｗ－Ｐ一１试件破坏特征　图４　Ｗ—Ｚ－－６试件破坏特征　（２）构造措施３墙体（Ｗ—ＰＧ一２和Ｗ～ＰＧ一３）　当水平荷载达到极限荷载的９０％左右时．在墙体　先预加几次，待观察墙片受力正常无平面外偏心后．　将竖向荷载一次加至要求值　在整个试验过程中．竖　向荷载值保持不变　根据国内外资料和大量砖砌体的试验数据及蒸　压加气混凝土力学参数，对墙片采用分级施加水平荷　中部出现细微斜裂缝，随着荷载的不断增加．裂缝不　断向角部扩展，裂缝较均匀地分布在整个墙面。且缝　比较细小，很难分辨出哪一条是主裂缝。这种现象表　明，配钢筋后的墙体应力分布更加均匀合理．见图５　（３）构造措施１、２墙体（ｗ—ＰＸ一４和ｗ—Ｚｘ一５）　载，每级荷载值在试件初裂以前以荷载控制　第一级　荷载值取预计荷载值的２０％．后一级荷载数值较前一　当水平荷载达到初裂值时．其破坏特征与普通砂　浆砌筑蒸压加气混凝土砌块墙体相似．墙体出现交叉　级增加２０ｋＮ，每级循环一次．如此逐步提高荷载值　当墙体出现裂缝后采用位移控制．以初裂缝荷载下位　斜裂缝。随着荷载的增加，主裂缝开始缓慢，并在主裂　２００８年３期　・３５・　维普资讯 http://www.cqvip.com

荷载的４０％～８０％），滞回曲线接近直线．滞回环形状　呈梭形。继续加载，位移幅值增加较快．刚度明显降　低。当水平荷载达到极限荷载的８０％左右时．墙体出　现肉跟可见裂缝。达到极限荷载以后．曲线形状有显　著差异：无筋墙体在超过极限强度后荷载下降较大．　普通砂浆措施１、专用砂浆措施２、普通砂浆措施３墙　体从开始加荷到试件破坏梭形滞回环逐渐丰满　试件　开裂后曲线下降缓慢．位移增长也快　图５　Ｗ—ＰＧ－２试件破坏特征　４．３试验结果分析　缝附近出现新的斜裂缝．此时的墙体破坏接近构造措　４．３．１　无筋和配筋蒸压加气混凝土墙体的承栽能力　施３墙体的破坏特征。虽然构造措施２相对措施３较　与无措施普通砂浆蒸压加气混凝土墙体比较．　弱，但也改善了砌体的延性，墙体的抗剪强度及变形　普通砂浆措施２和专用砂浆墙体的极限剪切力提　能力均有增强。见图６、图７。　高了８％：措施１砌块墙体极限剪切力提高了４５％　左右；措施３提高了３８％。从表３和表４墙体开裂　荷载与极限荷载比值中可以看出．蒸压加气混凝土　墙体一旦开裂，承载能力一般不会再提高多少．说　明墙体开裂后的强度储备较少．材料的脆性异常明　显　当蒸压加气混凝土墙体采取措施２或措施３后　开裂尚有３０％以上的荷载储备　措施３和措施２不　但提高了砌块的承载能力．而且也改善了砌体的脆　圈６　Ｗ—Ｐ×－４试件破坏特征　１１７　Ｗ一７．Ｘ一５试件破坏特征　性性质。　４．３．２无筋与配筋加气墙体的变形能力　４．３．２滞回曲线　试件的滞回曲线如图８～图１３。　砌体试件的力学性能受材料及施工技术等多种　从图中可以看出，当水平荷载较小时（即为极限　因素的影响。试验表明，墙体位移值比较离散，从这些　８０．　ｌ０ｏ　４０・　１００・　．　．　／　ｒＥ三圃加　　屹　－ｙ￣／Ｊ　ｒ　４　８　１　－。　如Ａ／ｌ　Ｅ三圈‘　　Ｅ三ｊ圃　．　１００一　图８墙片Ｗ—Ｐ一１滞回曲线　图９墙片Ｗ—Ｚ一６滞回曲线　图１０墙片Ｗ—ＰＸ－１滞回曲线　１５Ｏ・　１００　，　ｌ０ｏ－　１００　／　如　ｉ　Ｉ　５Ｏ．　．　　．。　，．．　　。　Ｅ三囫　Ｅ三　固图１１　墙片Ｗ—ＺＸ一１滞回曲线　图１２墙片Ｗ—ＰＧ一２滞回曲线　图１３墙片Ｗ—ＰＧ－－３滞回曲线　・３６・　２００８年３期　维普资讯 http://www.cqvip.com 表３墙体试件承载力和位移关系　１６０—　１２０／、、．　～　试件　名称　砂浆强度　Ｐ（ＭＰａ）　ｃ，ＰＣＯ　ＰＩｌ／ＰＩＩＯ　△ｃ／ＡＣＯ　△ｕ／ＡｕＯ　Ｖ　８０・　－　二　Ｗ—Ｐ一１　８．３　１　１　１　１　１　１　４Ｏ一　Ｗ—ＰＧ一２　８．３　２．Ｏ５　１．４　１．４５　１　２．０７　０．４９　／ｎ　４０—３０—２０—１０　Ｊ　、　１０　２０　３０　４Ｏ　５Ｏ　Ｗ—ＰＧ一３　８．３　１．４３　１．５２　１－２　１．６７　２．１４　Ｏ．７８　４０ｆ　…　Ｗ—ＰＸ一４　８．３　１．６　１．１１　１．４５　１．６７　１．７１　０．９７　卜ｌ　一・一　一＿７—６　Ｗ—ＺＸ一５　１１．５　１．９６　１－３８　１．４３　２．Ｏ　１－８６　１．Ｏ８　一＾一　Ｐｘｑ　Ｗ—Ｚ一６　１１．５　１．０７　１．０９　Ｏ．９８　１．３３　１．７１　Ｏ．７８　—ｖ一再一ＺＸ一５　ｌ６Ｏ一　＋－－－　Ｐ（＇广２　注：Ｐｃｏ一无筋砌块墙体初裂荷载（ｋＮ），△ｃｏ一无筋砌块墙体初裂位　一一一　ｆ．。３　移值（ｍｍ）：Ｐｃｕ一无筋砌块墙体破坏荷载（ｋＮ），△ｃｕ一无筋砌块　墙体破坏位移值（ｍｍ）：　一无筋砌块墙体Ｐｕ，Ｐｃ与其它构造措施墙　图１４墙片的骨架曲线　体Ｐｕ，Ｐｃ的比值：ｖ一无筋砌块墙体Ａｕ／Ａｃ￣其它构造措施墙体　△ｕ／△ｃ的比值。　施３墙体最大，措施１、２墙体次之，无措施普通砂浆　表４墙体试件承载力和位移关系　墙体最差　试件名称　开裂荷载　极限荷载　极限位移　Ｂ　（２）刚度衰减　（ｋＮ）　（ｋＮ）　（ｍｍ）　刚度变化是房屋弹塑性动力分析的主要参数　Ｗ—Ｐ一１　５６　９２　７　１　１　将每次循环荷载顶点的割线刚度定义为刚度Ｋ．即同　Ｗ—ＰＧ一２　１１５　１３Ｏ　１４．５　１．４　２．Ｏ８　一Ｗ—ＰＧ一３　１０２　１４０　１５　１．５２　２．１３　位移下对应的骨架曲线上推拉两个方向的荷载绝　Ｗ—ＰＸ一４　９０　１０ＨＤ　１２　１．Ｏ９　１．７２　对值之和与相对应的位移绝对值之和得比值．即：Ｋ＝　Ｗ—ＺＸ一５　１１Ｏ　１２７　１３　１－３９　１－８９　（ＩＰＩ＋Ｉ－ＰＩ）／（１ＡＩ＋１－Ａ１）　Ｗ—Ｚ一６　６０　１００　１２　１．０９　１．７２　墙体的刚度随位移增加而降低．初裂时的刚度为　注：ｄ一采取构造措施墙体极限荷载与无筋墙体的极限荷载之比：　初始刚度的４５％～６０％　墙体增加构造措施后极限荷　Ｂ一采取构造措施墙体极限位移无筋墙体的极限位移之比。　载时的刚度为初始刚度的２０％～３０％　极限荷载后刚　数据中大致可以看出以下规律：　度退化缓慢。墙体试件试验结果见表５。　（１）蒸压加气砌块属于脆性材料，墙体的变形能　表５墙体试件试验结果　力很低．其剪切角约为１／１３００左右。　试件名称　砂浆强度　（ＭＰ压应口　Ｐｃ，Ｐｕ　△ｃ／Ａｕ　Ａｗ／Ａｕ　（２）配筋和配纤维均能大幅度提高墙体变形能　ａ）　（ＭＰａ）　Ｗ—Ｐ一１　８－３　Ｏ．６　Ｏ．６１　０．４３　１．２８　力．表２给出了墙体变形能力的提高程度　水平配筋　Ｗ—ＰＧ一２　８－３　Ｏ．６　Ｏ．８８　Ｏ．２１　１．５９　墙体为无筋普通墙体的２．Ｏ７和２．１４倍：专用砂浆墙　Ｗ—ＰＧ一３　８－３　Ｏ．４　Ｏ．７３　Ｏ．３３　１．７３　体为无筋普通墙体的１．７１倍：普通砂浆和专用砂浆配　Ｗ—ＰＸ一４　８．３　Ｏ．６　Ｏ．９　０．４１　１．７５　纤维分别为无筋普通砂浆墙体的１．７１和１．８６倍。因　Ｗ—ＺＸ一５　１１．５　Ｏ．６　Ｏ－８７　０．４６　１．１５　此可以认为．对蒸压加气混凝土墙体进行适量的配筋　Ｗ—Ｚ一６　ｌ１．５　Ｏ．６　Ｏ．６　Ｏ－３３　１－３３　可以很好地改善其脆性性质．提高延性．增强其变形　４３．４蒸压加气墙体抗震剪切强度表达式　能力．从而可以提高房屋的抗震能力　根据表５试验结果．考虑墙体的破坏特征．对蒸　４－３－３无措施与措施墙体的骨架曲线　压加气混凝土墙体的抗剪强度表达式提出以下的观　（１）各试件滞回曲线的外包线即为其骨架曲线　点：　图１４　从图中可以看出每组试件在相同的试验条件　（１）砌体的通缝抗剪强度　是砌体抗震强度的主　下的变化形式与差异　无筋墙体在超过极限荷载后　要参数　骨架曲线陡然下降．而措施墙体则有明显地改善。　（２）试件破坏时斜裂缝大部分为穿过砌块的交叉　到达极限荷载以后．骨架曲线斜率变化较小，且延　裂缝．从墙体的破坏特征表明．破坏是主要由于主拉　伸较远。　强度不足造成的．所以蒸压加气混凝土墙体宜采用主　骨架曲线下的面积反映了墙体抗震能量能力。措　拉应力表达式　２００８年３期　・３７・　维普资讯 http://www.cqvip.com 南通市因地制宜发展烧结淤泥墙体材料　朱爱东　庄文学　朱锡华　（江苏省南通市墙改办，南通２２６００７）　【摘要】南通市江河（海）淤泥储量丰富，多年来，该市因地制宜积极引导利用淤泥生产烧结节能　砖，摸索出了一套较为合理的生产、应用和管理经验。　【关键词】江河淤泥；烧结淤泥节能砖　１　前言　采用江河淤泥、固体废弃物为主要原料生产烧结　墙体材料．是国家墙体材料革新重点发展的墙材产　２淤泥的分布及储量　南通境内以长江为最主要的河流．有长达１６３ｋｍ　的岸线．水域面积达６４２ｋｍ２．为南通市提供了宝贵的　品。自今年１月１日起执行的《新型墙体材料专项基　水利资源和航运条件　但上游滚滚江水携带而来的大　金征收使用管理办法》（财综［２００７］７７号），已将生产原　量泥沙淤积在区内沿江浅滩。仅市区天生港水道．年　料中江河（湖、海）淤泥掺量不少于３０％的生产的墙体　平均淤积量就达９５万ｍ３～１００万ｍｓ。由于潮汐作用，　材料产品列入新型墙体材料目录。给予政策扶持。在　有大量泥沙流入内河。江中淤泥随水流的缓急、沉积　江苏省墙体材料革新“十一五”发展规划中明确江河　地点的不同．有的含一定量的粉粒或砂粒，可塑性差　湖海淤泥砖是重点发展的砖类产品之一。　源稀缺（人均耕地面积仅０．８８亩）。在国家相关政策引　导下．南通市墙改办及相关部门根据区内河网发达、　江河淤泥沉积量大面广的现状．提出将江河淤泥作为　一一些．但通过技术改造．可作为生产灰砂砖或砂加气　南通境内内河面积（不包括长江水域面积）７１０ｋｍ２。　南通地处长江下游，滨江临海，地势低平．土地资　混凝土砌块的原料　四级以上河道共２８８９条，总长２０８９２ｋｍ；其中，一级河　１２条，长７４３ｋｍ；二级河１０５条，长１７６０ｋｍ；三级河　１０６６条．长４９３４ｋｍ；四级河１７０６条，长１３４５５ｋｍ。此　种非传统矿产资源加以规划和开发利用。　ｆ，＝ｆｉｌｌ＋　ｏｒ　５结语　（３）几种类型试件破坏属于剪切破坏，无措施普　通砂浆墙与无措施专用砂浆墙破坏模式比较接近。墙　式中：　一蒸压加气混凝土砌体抗拉强度，可取　体的破坏形式为一组主交叉裂缝；措施１、２墙体在主　裂缝两侧出现许多细小斜裂缝：措施３墙体出现多条　０．１４ＭＰａ～０．１６ＭＰａ。　斜裂缝．分不清哪个是主斜裂缝，同时裂缝沿墙面分　布均匀．宽度也较细．表明措施３墙体内力分布更均　（４）本文对蒸压加气混凝土墙体抗震基本力学性　通过上述Ａ类蒸压加气混凝土墙体水平往复荷　匀合理。　载下的破坏试验．可以得出以下结论：　（１）从几种类型加气混凝土墙体试验的承载力来　能研究是初步的．且采用的块材强度等级仅为Ａ５．０，　看．普通砂浆措施３砌块墙体为最好，专用砂浆和普　另由于影响砌体抗震强度因素颇多．如砌块质量、砂　通砂浆措施２次之．专用砂浆较普通砂浆墙体稍好，　浆强度、正压力、试件高宽比以及所采取措施等，今后　将继续研究这些因素对抗剪强度的影响．给出考虑多　无措施普通砂浆砌筑墙体最差。　（２）在灰缝中采取措施可以延缓砌体的开裂，可　个因素影响的抗震剪切强度计算公式．特别是蒸压加　以大幅度提高砌体的变形能力，提高其延性。　气混凝土墙体主拉强度的合理取值问题　・３８・　２００８年３期