加氣混凝土專用砂漿抗剪性能試驗(yàn)研究

加氣混凝土專用砂漿抗剪性能試驗(yàn)研究

1抗剪強(qiáng)度影響因素蒸壓混凝土砌塊是利用水泥、石灰和砂作為新材料制備的新型墻體材料。它具有環(huán)保、防火性能好、隔熱系數(shù)低等優(yōu)點(diǎn)，在國外得到了廣泛的應(yīng)用。國外在材料本身性能試驗(yàn)及理論分析方面做了大量研究。在國內(nèi),隨著蒸壓灰砂加氣混凝土的推廣應(yīng)用,對其各方面性能的研究也逐步深入。但對蒸壓灰砂加氣混凝土砌體在應(yīng)用專用砂漿方面的力學(xué)性能研究較少,專用砂漿對蒸壓灰砂加氣混凝土砌體的抗剪強(qiáng)度能否提高以及能提高多少需要進(jìn)一步研究。對于承重砌體,特別是地震區(qū)的承重砌體,其抗剪強(qiáng)度是驗(yàn)算結(jié)構(gòu)抗震性能的重要指標(biāo),對結(jié)構(gòu)的安全性有重大影響。筆者對9組蒸壓加氣混凝土砌體沿通縫截面的抗剪強(qiáng)度進(jìn)行了試驗(yàn)研究,分析了其破壞特征,討論了影響抗剪強(qiáng)度的主要因素。驗(yàn)證了蒸壓加氣混凝土專用砂漿能大幅提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗剪強(qiáng)度,為蒸壓加氣混凝土砌塊的推廣應(yīng)用和進(jìn)行更深入的研究奠定了基礎(chǔ)。2試驗(yàn)對象的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)2.1試驗(yàn)用人工砂漿材料本試驗(yàn)采用浙江南通蒸壓加氣混凝土廠生產(chǎn)的砌塊,砌塊尺寸為600mm×300mm×200mm,強(qiáng)度等級為MU5。試驗(yàn)采用M5的專用砂漿,其材料用量為:325號水泥:0.204t;專用砂漿附加劑:0.0204t;白灰:0.055t;中砂:1.015m3;水:0.4m3.2.2實(shí)驗(yàn)構(gòu)件設(shè)計(jì)試件由水泥、石灰和砂為主要原材料的蒸壓灰砂加氣混凝土砌塊及專用砂漿砌筑而成,砂漿厚度為8mm~12mm。共設(shè)計(jì)制作了9個試件,試件幾何尺寸如表1所示。試件砌筑時砌筑面需為切割面。每個試件共有4個受剪面,由2大2小砌塊在水平方向砌筑而成,中皮2小砌塊間的豎縫留空,且左右水平灰縫不得相連,見圖1。試件砌筑完畢后,頂部壓兩皮砌塊,直至實(shí)驗(yàn)前取下。在砌筑試件的同時準(zhǔn)備3組砂漿試件。2.3抗壓強(qiáng)度的確定待試件養(yǎng)護(hù)28d后,直接在試驗(yàn)機(jī)上加載。加載方式如圖2所示,試驗(yàn)前分別在試件兩個寬側(cè)面的上部、中部和底部量測試件的寬度,在兩個寬側(cè)面的豎向中心線的位置量測試件的高度,以確定剪切面的實(shí)際大小。同時進(jìn)行砂漿試塊抗壓試驗(yàn),專用砂漿試塊強(qiáng)度測試如表2。采用250kN千斤頂手動加載,配套壓力傳感器及數(shù)顯測力計(jì),測量、記錄極限荷載值。試驗(yàn)時采用等速分級加載,加載過程力求緩慢、均勻。當(dāng)試件出現(xiàn)滑移(如圖3)并開始卸載時,即認(rèn)為達(dá)到極限狀態(tài),記下最大荷載值P,其中應(yīng)包括試件上的全部附加重量。試驗(yàn)后記錄破壞荷載值,并確定砌體水平通縫的抗剪試驗(yàn)強(qiáng)度。按下式計(jì)算砌體水平通縫的抗剪試驗(yàn)強(qiáng)度:b—砌體試件的寬度,mm;h—試件的剪切面長度,mm;P—試驗(yàn)的破壞荷載,kN。3試驗(yàn)結(jié)果及分析3.1體破壞,抗裂裂破壞在試驗(yàn)中觀察到,通縫抗剪試件的破壞是突然發(fā)生的,有明顯的脆性破壞特征.加載過程較短,破壞前觀察不到任何異常現(xiàn)象,觀測不到裂縫。隨著荷載逐漸增加,砌體的上半個砌塊沿灰縫出現(xiàn)裂縫,緊接著裂縫貫通,該砌塊被剪掉,砌體破壞。此破壞是突然的、脆性的。整個試驗(yàn)加載過程時間較為短暫,在加載初期,試件既未開裂也未發(fā)生滑移,但隨著荷載的增加試件很快便達(dá)到其抗剪承載力,有2個或3個剪切面同時被剪壞,試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。表4為《蒸壓加氣混凝土建筑應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T17-2008)給出的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,試驗(yàn)平均值與規(guī)范設(shè)計(jì)值的比值:由此可見使用專用砂漿砌筑的蒸壓加氣混凝土砌體通縫抗剪強(qiáng)度比《蒸壓加氣混凝土建筑應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》規(guī)定的抗剪強(qiáng)度高出很多,所以用專用砂漿砌筑的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件有較大的安全儲備。3.2砌體破壞形態(tài)從破壞形態(tài)來看,砌筑試件的破壞發(fā)生在砌塊與砂漿的粘結(jié)面,且大部分砂漿保留在抹漿面上,但是部分試件側(cè)面砌塊也有彎斷的現(xiàn)象,說明砂漿與砌塊之間的粘結(jié)強(qiáng)度較高。試驗(yàn)結(jié)果表明,蒸壓灰砂加氣混凝土砌體的破壞可以分為剪切破壞和粘結(jié)破壞兩種形態(tài)。a.剪切破壞:試件大多發(fā)生此類破壞,破壞發(fā)生在砂漿層,見圖4。從受力分析可知,砂漿層受正應(yīng)力和剪應(yīng)力的共同作用,當(dāng)其受到的剪應(yīng)力達(dá)到抗剪強(qiáng)度時,試件破壞。b.粘結(jié)破壞:試件發(fā)生此類破壞主要在于砌筑的質(zhì)量,在粘結(jié)面處砂漿與砌塊接觸面積小或粘結(jié)較差,在荷載較小時便發(fā)生破壞,破壞表面較光滑,見圖5。c.其他破壞:破壞發(fā)生在砌筑砌塊的側(cè)面,試件側(cè)面砌塊有彎斷的現(xiàn)象,說明砂漿與砌塊之間的粘結(jié)強(qiáng)度較高,見圖6。4抗剪強(qiáng)度大,抗剪性能差砌體通縫抗剪破壞可分為剪切破壞和粘結(jié)破壞兩種形態(tài),在保證砌筑質(zhì)量的前提下,大多發(fā)生剪切破壞。