再生混凝土小型空心砌块砌体抗剪性能试验研究

再生混凝土小型空心砌块砌体抗剪性能试验研究

随着建筑的快速发展，混凝土生产消耗了大量的自然资源，破坏了生态环境。同时，由于建筑使用寿命结束，需要进行大规模的基础设施改造和市政项目建设，导致大量废弃混凝土的沉积和处理污染环境，成本高昂。因此，通过破碎和分类处理后，利用废弃混凝土作为再生骨料，新建建筑物的生产和“再生混凝土”的生产和生产可以从根本上解决废混凝土的处理问题，节约资源，减少污染，显著享受社会、经济效益和环境效应。废弃混凝土作为再生骨料的重复利用一直是研究的重点.目前国内外学者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,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.混凝土小型空心砌块是目前替代黏土砖的新型墙体材料之一.现有研究结果表明: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完全可行.笔者在选定配合比的基础上,采用振动挤压成型的方法制作了再生混凝土空心砌块,进行了再生混凝土空心砌块块材抗压、抗折以及砌体通缝抗剪试验研究.1再生混凝土斑块试验中再生混凝土的设计掺入量为75%,预配制混凝土目标强度等级为C20,根据文献的研究结果选定的再生混凝土配合比如表1所示.再生混凝土砌块采用南京玛莎新型建筑材料有限公司的全自动设备生产线制作,采用振动挤压成型方法.生产出来的再生混凝土砌块如图1所示.砌块外形尺寸和普通混凝土小型砌块相同,宽×高×长分别为190mm×190mm×390mm,再生混凝土砌块外观如图2所示,砌块具体尺寸如图3所示.2空心斑块的抗压抗折试验砌块出厂后放入温度为(20±2)℃,相对湿度大于95%的标准室中进行28d的养护,然后按相关标准进行抗压、抗折试验,试验结果如表2和表3所示.从表2和表3中可以看出:再生混凝土空心砌块的抗压强度平均值达到8.60MPa,抗折强度平均值达到1.43MPa,再生混凝土小型空心砌块的强度可以满足规范关于块材强度的要求.3混凝土砌块法的抗切割试验3.1再生混凝土斑块抗剪试件按试验标准制作,试件外观如图4所示.共制作3种砂浆强度的试件,分别编号为A、B、C,每种砂浆各做12个试件,共36个试件,A、B、C3组试件砂浆实测强度分别为3.74、5.48、6.50MPa.再生混凝土砌块实测抗压强度平均值为8.6MPa.再生混凝土抗剪试验采用由千斤顶、3t传感器和应变计组成的加荷系统.试验时,在砌块承压处垫2cm厚的钢板,钢板尺寸和砌块的端面尺寸相同.砌块下面加滚轴小车,以减少摩擦对试验的影响.千斤顶的作用点位于中间砌块的端面中心.采用匀速连续加荷方法,避免冲击.加荷速度按试件在1～8min破坏进行控制.当有一个受剪面被剪坏即认为试件破坏,并记录破坏荷载值和试件破坏特征.3.2抗剪强度和抗剪强度再生混凝土小型空心砌块砌体达到受剪承载力极限时,受剪面发生剪切破坏,且发生试件上层的通缝剪切破坏.再生混凝土小型空心砌块的通缝受剪破坏形态和普通混凝土小型空心砌块的破坏形态基本相似.各个试件试验实测得到的抗剪极限承载力如表4所示.按规范规定的计算公式计算得到的再生混凝土小型空心砌块砌体抗剪强度如表4所示.由表4可见:砌块强度对砌体通缝抗剪强度影响不大,再生混凝土小型砌块砌体通缝抗剪强度和普通混凝土砌块砌体一样,主要受砂浆强度的影响,且随着砂浆强度的增大而增加.4抗剪强度和通缝抗剪强度GB50003—2001《砌体结构设计规范》推荐的混凝土小型空心砌块砌体抗剪强度平均值计算公式为fv,m=k5f2−−√(1)fv,m=k5f2(1)式中:fv,m为砌体抗剪强度平均值;f2为砂浆的抗压强度平均值;k5为与块体类别有关的参数.对于混凝土小型空心砌块,规范推荐k5=0.069.按式(1)计算的再生混凝土小型空心砌块的抗剪强度平均值如表5所示.由表5可见:3组试件模型的抗剪强度计算值均大于试验实测结果,且误差较大.造成再生混凝土小型空心砌块砌体的抗剪强度较低的原因可能是再生骨料破碎后存在较多孔隙,有较强吸水功能,砂浆由于水分丧失而导致砌体抗剪强度偏低.针对破碎的再生骨料具有较大吸水率、造成再生混凝土空心砌块砌体抗剪强度较低的特点,在再生混凝土小型空心砌块砌体的实际工程应用中,可以增加砂浆的水灰比或者对再生混凝土空心砌块上墙砌筑前晒水养护,但具体的定量分析还有待更进一步的试验研究.参考规范推荐式(1)的形式,通过对试验数据的回归分析,得到参数k5的取值为0.044.即fv,m=0.044f2−−√(2)fv,m=0.044f2(2)按式(2)计算的再生混凝土小型空心砌块砌体的通缝抗剪强度平均值如表6所示.计算结果及与试验结果的对比同样示于表6.由表6可见:计算结果与试验实测值吻合较好,相差不大,误差均在15%以内.5再生混凝土小型空心斑块砌体通缝抗剪性能1)再生混凝土小型空心砌块砌体受剪破坏过程和普通混凝土空心砌块砌体基本相似,为试件上层的通缝剪坏.2)砌块强度对砌体通缝抗剪强度影响不大,再生混凝土小型砌块砌体通缝抗剪强度主要受砂浆强度的影响,且随着砂浆强度的增大而增加.3)由于破碎的再生骨料存在较多孔隙,吸水率较大,造成再生混凝土小型空心砌块砌体的通缝抗剪强度小于普通混凝土砌块砌体的抗剪强度,针对