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胶州蒸压粉煤灰砂加气混凝土应力应变全曲线及其砌块砌体力学性能试验研究




4.分析影响砌体抗压强度的主要因素并进行试验研究,观察其破坏形式,通过数据分析得到砌体抗压强度平均值计算公式;并给出蒸压粉煤砂加气混凝土砌块砌体的抗压强度标准值及设计值。

5.提出影响蒸压粉煤灰砂加气混凝土砌体沿通缝弯曲抗拉强度的因素;确定计算蒸压粉煤灰砂加气混凝土砌体沿通缝弯曲抗拉强度,通过试验和分析得到了蒸压粉煤灰砂加气混凝土砌体沿通缝弯曲抗拉强度计算公式;并给出其砌体沿通

缝弯曲抗拉强度标准值及设计值的建议取值。

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第二章蒸压粉煤灰砂加气混凝土基本力学性能试验研究

2.1立方体抗压强度试验

2.1.1试验目的

本试验通过对1组共6个相同的加气混凝土砌块进行标准试件的抗压试验,

得出加气混凝土砌块的实测抗压强度。

2.1.2试验方法

试验采用的砌块材料为长沙长乐建材有限公司提供的蒸压粉煤灰砂加气混凝土砌块,其制作按《蒸压加气混凝土性能试验方法》(GB/T119692008)[30]中

的2.2.1、2.2.2和2.2.3进行进行。试件通过抽取100mm×100mm×100mm的蒸压粉煤灰砂加气混凝土砌块6块,制作成标准试件,在蒸压粉煤灰砂加气混凝土养护结束后进行试验。所用试验仪器为材料试验机、托盘天平、电热鼓风干燥箱、钢板直尺等。蒸压粉煤灰砂加气混凝土抗压试件参数如下表2.1所示。

表2.1立方体抗压试件设计参数

试件编号干密度等级强度等级含水率要求

试件在含水

16B06A3.5

L组

712B07A5.0

G组13B06A3.5

8%12%下进行

试验,若超过规定范围,则在(60±5)℃下烘

至所要求的含水率。

2.1.3试验步骤

1.观察试件外观,排除缺角不符要求的试件;2.测量试件的边长,并将试件受压面积记为A1;3.将试件放在试验机的下压板上,进行几何对中,应使试件发气方向平行于受力方向放置;4.开始试验,以(2.0±0.5)kN/s的速度连续而均匀地加荷,直至试件破坏,破坏荷载记为P1;5.试验后称取全部或部分的试件重量,再(105±5)℃下烘至恒质,验算其含水率。

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2.1.4立方体抗压强度试验结果

2.1.4.1试验计算公式及试验结果

本试验试验方法根据《蒸压加气混凝土性能试验方法》通过对1组共12个相同的蒸压粉煤灰砂加气混凝土标准试件进行抗压试验,得出蒸压粉煤灰砂加气混凝土试件的实测抗压强度,如上表2.2所示。

表2.2立方体试件抗压强度试验结果

试件编号试件受压面

积A(mm²)

破坏荷载

P(kN)

试件抗压强

度fcc(MPa)

L11000037.13.7L21000042.34.2L31000040.04.0L41000041.34.1L51000043.44.3L61000044.44.4L71000050.65.1L81000044.84.5L91000050.45.0L101000055.75.6L111000052.15.2L121000051.45.1G11000038.73.9G21000037.53.8G31000038.23.8试验中,砌块抗压强度按下式进行计算:

P1

fcc(21)

A1

2.1.4.2立方体抗压试件的破坏形式

1.斜面剪切破坏(如图2.1a)

试验加载初期,试块处于弹性受力阶段,一般不会出现裂缝,随着荷载的增大,试块上几个面出现一条或多条连续的纵向短裂缝,当试块加载至接近或最大值时,这些面上的短裂缝开始形成斜向裂缝并相互贯通至试块破坏。

2.纵向劈裂破坏(如图2.1b)

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第一条可见裂缝的出现一般发生在荷载加载至接近或达到最大值时,裂缝较长沿纵向延伸至端部,局部会出现纵向或略斜的分支裂缝,主裂缝迅速发展贯通试块,破坏时听到劈裂声响,试块被劈裂为多个小柱。

3.边角破坏(如图2.1c)

试块一般在承载力的70%左右时出现可见裂缝,最先出现于角底,裂缝细而

短,随着继续加载试块的侧向三面底部都出现斜向短裂缝但未形成通缝,这时再加载试块的应变不再增加,试块破坏外形较完整。

(a)(b)(c)

图2.1立方体抗压试件的破坏形式

根据以上分析可以看出,蒸压粉煤灰砂加气混凝土砌块和混凝土的破坏形态很相似。蒸压粉煤灰砂加气混凝土立方体试件达到极限承载力前就已经出现裂缝,裂缝之间相互贯通从而不断延伸变宽,当试件在达到峰值应力时,观察到试件都有一条或几条互相贯通的主裂缝,若继续施加荷载,试件最终将被压碎。试验结束后最终试件被竖直裂缝分裂成几个小柱体而丧失承载力。

2.2轴心抗压强度试验研究

2.2.1试验目的

因为立方体试件两端局部应力和约束变形的“环箍效应”[31]影响蒸压粉煤灰砂加气混凝土抗压强度,消除这种影响使试件处于理想的单轴受压应力状态,最简单的方法就是用棱柱体进行抗压强度的试验,而且实际工程中受压构件一般都是棱柱体或者圆柱体。所以本试验通过对2组共15个蒸压粉煤灰砂加气混凝土棱柱体砌块进行抗压试验,得出蒸压粉煤灰砂加气混凝土砌块的实测轴心抗压强度,研究其轴压比以及与干密度、尺寸高度之间的关系。

2.2.2试验方法

试件制作按《蒸压加气混凝土性能试验方法》(GB/T119692008)[30]的2.2.1、

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2.2.2和2.2.3进行。试件通过抽取蒸压粉煤灰砂加气混凝土砌块,制作成100mm×100mm×300mm棱柱体标准试件,在养护结束后在跟立方体抗压试件一样也在万能试验机上进行轴心抗压强度试验。蒸压粉煤灰砂加气混凝土试件设计参数如表2.3所示。

表2.3砌块轴心抗压试件设计参数

对比类别

试件编号

强度等级材料尺寸和高度

(mm)

含水率要求

试件在含水

16B06

8%12%下进

Z组

100×100×300

行试验,若超

712B07

粉煤灰蒸压粉煤灰砂加气混凝土

过规定范围,在(60±5)℃)

ZG组13B06

100×100×400

下烘至所要求的含水率。

2.2.3试验步骤

1.观察试件外观,排除缺角不符要求的试件;2.在试件中部位置测量试件的边长,试件的受压面积记为A2;3.将试件放置在材料试验机的下压板上,进行几何对中;4.启动试验机,加载速度为(2.0±0.5)kN/s,连续而均匀地加载至试件破坏,破坏荷载记为P2;5.试验后称取试件的一部分重量,然后再(105±5)℃下

烘至恒质,计算其含水率。

2.2.4轴心抗压强度试验结果

2.2.4.1试验计算公式及试验结果

试验中砌块抗压强度按下式进行计算,其计算得出的试验结果如表2.4所示。

P

fcp2

A2

表2.4立方体试件抗压强度试验结果

(22)

试件编号试件受压面

积A(mm²)

破坏荷载

P(kN)

试件抗压强度fcc(MPa)

Z11000030.93.1Z21000034.63.5

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(续)表2.4立方体试件抗压强度试验结果

Z31000033.33.3Z41000034.13.4Z51000035.33.5Z61000036.43.6Z71000039.43.9Z81000032.93.3Z91000039.23.9Z101000044.24.4Z111000040.74.1Z121000040.34.0ZG11000027.12.7ZG21000026.32.6ZG31000025.72.6

2.2.4.2轴心抗压试件的破坏形式

试验中发现,蒸压粉煤灰砂加气混凝土棱柱体试件和立方体试件的破坏形态

基本相似:

1.纵向劈裂破坏:试件在开始时出现一条纵向裂缝,随着加载不断向两端延伸,当延伸至某部分时,裂缝出现分支继续发展就会出现Y型或倒Y型裂缝,或者只有一条主裂缝的贯通,但最后都会被劈裂成几个的小柱体(如图2.2a,b)。2.斜面剪坏破坏:试件由于偏心作用而形成斜裂缝,一般在端部形成两条斜向裂缝,最后由于挤压和摩擦作用,试件最后被碾碎而失去承载力(如图2.2c)。

蒸压粉煤灰砂加气混凝土轴心抗压试件的几种破坏形式如图2.2所示。

在试验过程中,大多数砌块都发生劈裂破坏现象,小部分砌块会发生斜面剪

坏。

(a)Y型破坏(b)劈裂破坏(c)斜面剪切

图2.2轴心抗压试件的破坏形式

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2.3轴心抗压强度与立方体抗压强度的关系

砌块轴心试件抗压强度试验结果见表2.5所示。

表2.5砌块轴心试件抗压强度试验结果

干密度试件尺寸轴心抗压

强度

立方体抗

压强度轴压比

B06100×100×300

3.13.70.8263.54.20.8453.34.00.8253.44.10.829

3.54.30.8143.64.40.818平均值3.404.120.826

3.95.10.7733.34.50.732

B07100×100×300

3.95.00.7854.45.60.786