再生混凝土小型空心砌塊砌體抗剪性能試驗研究

再生混凝土小型空心砌塊砌體抗剪性能試驗研究

隨著建筑的快速發(fā)展，混凝土生產(chǎn)消耗了大量的自然資源，破壞了生態(tài)環(huán)境。同時，由于建筑使用壽命結(jié)束，需要進(jìn)行大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施改造和市政項目建設(shè)，導(dǎo)致大量廢棄混凝土的沉積和處理污染環(huán)境，成本高昂。因此，通過破碎和分類處理后，利用廢棄混凝土作為再生骨料，新建建筑物的生產(chǎn)和“再生混凝土”的生產(chǎn)和生產(chǎn)可以從根本上解決廢混凝土的處理問題，節(jié)約資源，減少污染，顯著享受社會、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效應(yīng)。廢棄混凝土作為再生骨料的重復(fù)利用一直是研究的重點.目前國內(nèi)外學(xué)者對再生混凝土的力學(xué)性能和結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究,但是對采用再生混凝土骨料制作墻體材料(再生混凝土小型空心砌塊、再生混凝土多孔磚)的研究較少.混凝土小型空心砌塊是目前替代黏土磚的新型墻體材料之一.現(xiàn)有研究結(jié)果表明:再生混凝土的強(qiáng)度等性能完全滿足生產(chǎn)再生混凝土墻體材料的要求.因此,開發(fā)制作再生混凝土墻體材料完全可行.筆者在選定配合比的基礎(chǔ)上,采用振動擠壓成型的方法制作了再生混凝土空心砌塊,進(jìn)行了再生混凝土空心砌塊塊材抗壓、抗折以及砌體通縫抗剪試驗研究.1再生混凝土斑塊試驗中再生混凝土的設(shè)計摻入量為75%,預(yù)配制混凝土目標(biāo)強(qiáng)度等級為C20,根據(jù)文獻(xiàn)的研究結(jié)果選定的再生混凝土配合比如表1所示.再生混凝土砌塊采用南京瑪莎新型建筑材料有限公司的全自動設(shè)備生產(chǎn)線制作,采用振動擠壓成型方法.生產(chǎn)出來的再生混凝土砌塊如圖1所示.砌塊外形尺寸和普通混凝土小型砌塊相同,寬×高×長分別為190mm×190mm×390mm,再生混凝土砌塊外觀如圖2所示,砌塊具體尺寸如圖3所示.2空心斑塊的抗壓抗折試驗砌塊出廠后放入溫度為(20±2)℃,相對濕度大于95%的標(biāo)準(zhǔn)室中進(jìn)行28d的養(yǎng)護(hù),然后按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行抗壓、抗折試驗,試驗結(jié)果如表2和表3所示.從表2和表3中可以看出:再生混凝土空心砌塊的抗壓強(qiáng)度平均值達(dá)到8.60MPa,抗折強(qiáng)度平均值達(dá)到1.43MPa,再生混凝土小型空心砌塊的強(qiáng)度可以滿足規(guī)范關(guān)于塊材強(qiáng)度的要求.3混凝土砌塊法的抗切割試驗3.1再生混凝土斑塊抗剪試件按試驗標(biāo)準(zhǔn)制作,試件外觀如圖4所示.共制作3種砂漿強(qiáng)度的試件,分別編號為A、B、C,每種砂漿各做12個試件,共36個試件,A、B、C3組試件砂漿實測強(qiáng)度分別為3.74、5.48、6.50MPa.再生混凝土砌塊實測抗壓強(qiáng)度平均值為8.6MPa.再生混凝土抗剪試驗采用由千斤頂、3t傳感器和應(yīng)變計組成的加荷系統(tǒng).試驗時,在砌塊承壓處墊2cm厚的鋼板,鋼板尺寸和砌塊的端面尺寸相同.砌塊下面加滾軸小車,以減少摩擦對試驗的影響.千斤頂?shù)淖饔命c位于中間砌塊的端面中心.采用勻速連續(xù)加荷方法,避免沖擊.加荷速度按試件在1～8min破壞進(jìn)行控制.當(dāng)有一個受剪面被剪壞即認(rèn)為試件破壞,并記錄破壞荷載值和試件破壞特征.3.2抗剪強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度再生混凝土小型空心砌塊砌體達(dá)到受剪承載力極限時,受剪面發(fā)生剪切破壞,且發(fā)生試件上層的通縫剪切破壞.再生混凝土小型空心砌塊的通縫受剪破壞形態(tài)和普通混凝土小型空心砌塊的破壞形態(tài)基本相似.各個試件試驗實測得到的抗剪極限承載力如表4所示.按規(guī)范規(guī)定的計算公式計算得到的再生混凝土小型空心砌塊砌體抗剪強(qiáng)度如表4所示.由表4可見:砌塊強(qiáng)度對砌體通縫抗剪強(qiáng)度影響不大,再生混凝土小型砌塊砌體通縫抗剪強(qiáng)度和普通混凝土砌塊砌體一樣,主要受砂漿強(qiáng)度的影響,且隨著砂漿強(qiáng)度的增大而增加.4抗剪強(qiáng)度和通縫抗剪強(qiáng)度GB50003—2001《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》推薦的混凝土小型空心砌塊砌體抗剪強(qiáng)度平均值計算公式為fv,m=k5f2??√(1)fv,m=k5f2(1)式中:fv,m為砌體抗剪強(qiáng)度平均值;f2為砂漿的抗壓強(qiáng)度平均值;k5為與塊體類別有關(guān)的參數(shù).對于混凝土小型空心砌塊,規(guī)范推薦k5=0.069.按式(1)計算的再生混凝土小型空心砌塊的抗剪強(qiáng)度平均值如表5所示.由表5可見:3組試件模型的抗剪強(qiáng)度計算值均大于試驗實測結(jié)果,且誤差較大.造成再生混凝土小型空心砌塊砌體的抗剪強(qiáng)度較低的原因可能是再生骨料破碎后存在較多孔隙,有較強(qiáng)吸水功能,砂漿由于水分喪失而導(dǎo)致砌體抗剪強(qiáng)度偏低.針對破碎的再生骨料具有較大吸水率、造成再生混凝土空心砌塊砌體抗剪強(qiáng)度較低的特點,在再生混凝土小型空心砌塊砌體的實際工程應(yīng)用中,可以增加砂漿的水灰比或者對再生混凝土空心砌塊上墻砌筑前曬水養(yǎng)護(hù),但具體的定量分析還有待更進(jìn)一步的試驗研究.參考規(guī)范推薦式(1)的形式,通過對試驗數(shù)據(jù)的回歸分析,得到參數(shù)k5的取值為0.044.即fv,m=0.044f2??√(2)fv,m=0.044f2(2)按式(2)計算的再生混凝土小型空心砌塊砌體的通縫抗剪強(qiáng)度平均值如表6所示.計算結(jié)果及與試驗結(jié)果的對比同樣示于表6.由表6可見:計算結(jié)果與試驗實測值吻合較好,相差不大,誤差均在15%以內(nèi).5再生混凝土小型空心斑塊砌體通縫抗剪性能1)再生混凝土小型空心砌塊砌體受剪破壞過程和普通混凝土空心砌塊砌體基本相似,為試件上層的通縫剪壞.2)砌塊強(qiáng)度對砌體通縫抗剪強(qiáng)度影響不大,再生混凝土小型砌塊砌體通縫抗剪強(qiáng)度主要受砂漿強(qiáng)度的影響,且隨著砂漿強(qiáng)度的增大而增加.3)由于破碎的再生骨料存在較多孔隙,吸水率較大,造成再生混凝土小型空心砌塊砌體的通縫抗剪強(qiáng)度小于普通混凝土砌塊砌體的抗剪強(qiáng)度,針對