±0.000m以下墻體應(yīng)用混凝土小型空心塊材的探討

±0.000m以下墻體應(yīng)用混凝土小型空心塊材的探討本文通過調(diào)研及對混凝土小型空心砌塊耐地下水性能的試驗研究,提出在非凍脹條件下,在±0.000m以下墻體采用空心墻材是可行的。1前言節(jié)省耕地、節(jié)約能源、資源合理利用、保護環(huán)境、改善建筑功能和提高建筑質(zhì)量是我國墻體材料革新的指導(dǎo)思想。隨著170個大中城市全面禁用實心黏土磚,地面以上建筑物墻體已基本實現(xiàn)這一目標。但是從基礎(chǔ)到地面部分的墻體,絕大多數(shù)工程仍采用實心黏土磚,不僅在砌體混合結(jié)構(gòu)中采用,而且在其他各種無地下室的結(jié)構(gòu)體系中也采用,成了“禁實”死角。根據(jù)我國目前建筑工程的實際情況,一般建筑物平均按5層(15m)高度考慮,±0.000m以下墻體按1m考慮,再考慮到上部墻體的門窗洞口以及圈梁、結(jié)構(gòu)梁所占的比例,則±0.000m以下墻體砌筑量應(yīng)為上部建筑墻體的10%以上,可見其量還是很大的。因此,為了實現(xiàn)全面“禁實”,消滅“禁實”死角,有必要對±0.000m以下的墻體材料進行研究,尋求強度高、耐久性好、經(jīng)濟性好、方便施工的新型墻體材料。2目前國內(nèi)現(xiàn)狀根據(jù)本課題組2004年對國內(nèi)10省(市)墻改辦的問卷調(diào)查,目前±0.000m以下墻體塊材主要有:實心黏土磚、混凝土磚、粉煤灰磚、灰砂磚、混凝土小型實心砌塊、混凝土小型空心砌塊。根據(jù)砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的規(guī)定,對用于±0.000m以下的混凝土小型空心砌塊,各地均采用灌孔處理。調(diào)查中了解到,目前大多數(shù)地區(qū)尚允許在±0.000m以下使用實心黏土磚,這與缺乏合適的替代產(chǎn)品有關(guān)。隨著全國“禁實”范圍的進一步擴大,有些地區(qū)開始采用通過施工圖審查的辦法,禁止在±0.000m以下使用實心黏土磚,研究開發(fā)強度高、耐久性好、經(jīng)濟性較好、方便施工的新型塊材已成當務(wù)之急。3關(guān)于±0.000m以下墻體采用混凝土小型空心砌塊的探討(以下文中所涉及的±0.000m以下墻體均不包含基礎(chǔ)及地下室外墻)(1)由于±0.000m以下墻體量大面廣,而混凝土小型空心砌塊具有強度高、耐久性好、經(jīng)濟性好、方便施工等優(yōu)點,若能在我國部分地區(qū)的±0.000m以下墻體中使用混凝土小型空心砌塊,將加快實現(xiàn)全面“禁實”,同時產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。(2)我國現(xiàn)行砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范及以前的88規(guī)范、73規(guī)范均要求在±0.000m以下墻體中采用空心塊材時要實行灌孔處理,但灌孔處理不僅增加材料用量,而且施工困難,如對KP1型多孔磚或混凝土多孔磚進行灌孔是難以保證灌孔質(zhì)量的。(3)回顧我國砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的發(fā)展歷程,其最早的藍本是前蘇聯(lián)的相關(guān)規(guī)范。對于±0.000m以下須用實心塊材或?qū)招膲K材進行灌孔的規(guī)定,也是沿用前蘇聯(lián)的規(guī)范。前蘇聯(lián)為高寒地區(qū),凍土深度很深,為防止空心塊材在地下部分被凍脹破壞,指空心墻材在空腔內(nèi)充滿水的情況下結(jié)冰而脹壞,此規(guī)定是有道理的。但我國南方大部分地區(qū)冬季相對暖和,凍土深度很淺,照搬前蘇聯(lián)的規(guī)定是不適合的。表1為江蘇氣象臺提供的有關(guān)凍土資料。從表1中可知,凍脹對江蘇省的空心塊材不會產(chǎn)生影響。(4)本課題組認為,只要空心塊材強度高、耐久性好,就應(yīng)該可以使用在江蘇地區(qū)的±0.000m以下墻體中。實際上也并非所有的空心結(jié)構(gòu)構(gòu)件均不能用于地下,預(yù)應(yīng)力混凝土空心管樁便是例證?；谏鲜鏊悸?本課題組以混凝土小型空心砌塊為研究對象,對空心塊材進行了為期一年的耐地下水實驗研究。4耐地下水實驗研究實驗中所用混凝土小型空心砌塊實測強度為11.31MPa,尺寸為390mm×190mm×190mm的標準砌塊。4.1耐污水實驗混凝土小型空心砌塊用于±0.000m以下墻體時,考慮到地下水的影響,課題組主要研究了其耐生活污水和工業(yè)污水的性能。采集生活污水和工業(yè)污水,委托南京市環(huán)境監(jiān)測中心站參照《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)進行了分析,分析結(jié)果見表2。課題組同時對城市排放的生活污水和工業(yè)污水進行了調(diào)查,表3和表4中是生活污水和工業(yè)污水的統(tǒng)計數(shù)據(jù)?？梢钥闯?我們采集的生活污水和工業(yè)污水中的COD值、BOD值和SS值都遠遠高于統(tǒng)計值,因此對性能影響的研究具有代表性。實驗中將混凝土小型空心砌塊分別浸泡在清水、生活污水和工業(yè)污水中,測試其浸泡1月、3月、9月和1年后的性能變化,以抗壓強度表征。由于容器尺寸的限制,每組為3塊砌塊,以平均值表示。表5是混凝土小型空心砌塊分別在清水、生活污水和工業(yè)污水中浸泡不同齡期后的抗壓強度值。表中的強度數(shù)據(jù)表明,在生活污水和工業(yè)污水中浸泡1年后的強度基本沒有降低。因此,可以認為當其用作±0.000m以下的墻體材料時能抵抗地下水的侵蝕。4.2耐硫酸鹽侵蝕實驗當混凝土小型空心砌塊用于沿?；蚪睾５貐^(qū)時,地下水的成分會受到海水成分的影響。表6是河北和山東沿海地區(qū)地下水成分的統(tǒng)計數(shù)據(jù),其SO42-離子濃度為300mg/L～500mg/L,Cl-離子濃度為200mg/L～600mg/L。對于混凝土砌塊而言,主要的影響因素是SO42-離子(Cl-離子主要對鋼筋銹蝕有重要影響)。本實驗參照《水泥抗硫酸鹽侵蝕快速試驗方法》(GB2420-81)研究混凝土空心砌塊的抗硫酸鹽侵蝕性能,用化學(xué)純試劑Na2SO4配制質(zhì)量濃度為3%的硫酸鈉溶液,SO42-離子濃度為20288mg/L。將混凝土砌塊切割成40mm×40mm×160mm的小棱柱體,分別浸泡入清水和3%Na2SO4溶液中(20℃以水中浸泡一定齡期的砌塊的抗壓強度值為基準,在3%Na2SO4溶液中浸泡同齡期砌塊的強度比率如表7所示。在3%Na2SO4溶液中浸泡1月、3月、9月和1年后砌塊強度的提高率分別為108%、105%、106%和103%,數(shù)據(jù)表明混凝土空心砌塊具有良好的抗硫酸鹽侵蝕性能。5結(jié)論從上述研究和討論可以得到以下結(jié)論:混凝土小型空心砌塊具有良好的抵抗生活污水和工業(yè)污水的能力,可以用于±0.000m以下墻體建筑工程,并且可以在沿海或近沿海地區(qū)應(yīng)用。我國秦嶺、淮河及以南地區(qū)(高寒地區(qū)除外)多為非凍脹地區(qū),若這些地區(qū)的±0.000m以下墻體推廣應(yīng)用空心墻材(混凝土小型空心砌塊、混凝土多孔磚),無疑將會對全面“禁實”起到很大的促進作用,且降低工