拆迁隔墙安置解决方案

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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




4.15.20.7884.05.10.784平均值3.945.080.775

2.73.90.691

B06100×100×400

2.63.80.690

2.63.80.684平均值2.653.860.688

对比不同强度和不同尺寸高度的轴压比趋势,将表中的六组的轴压比值绘制

成下图2.3所示。

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图2.3各组试件的轴压比

由图可以看出在相同干密度下,试件高度低一些(图示B06、BG)的轴压比

明显大于高度高的;在相同尺寸下,干密度大的试件轴压比也要高于干密度小的试件。所以总的来说,蒸压粉煤灰砂加气混凝土试件的轴压比随着试件干密度和

高度而减小。但本组试验数量有限,仅作参考。

蒸压粉煤灰砂加气混凝土棱柱体抗压强度与立方体的比值通过线性回归拟

合得到关系公式:

对于B06级的加气混凝土

fcp0.826fcc
(23)

对于B07级的加气混凝土

fcp0.777fcc

(24)

从上式可以看出,不同立方体抗压强度的轴压比值并不相同,所以公式要予

以区分。对于B06加气混凝土来说,这一比值要略高于灰砂加气混凝土的轴压比

0.8[32],低于矿渣砂加气混凝土材料的0.9。对不同种材料而言,明显要高于普通混凝土的轴压比值0.7[33],这是因为加气混凝土材质疏松,试件端面的摩阻约束力有限,使得立方体试件相比棱柱体来说提高不多[34],但是又低于陶粒混凝土材料的轴压比0.9[35]。

2.4抗压强度与尺寸高度的关系

将相同干密度等级的抗压强度与不同尺寸高度的试验数据整理如下表2.6所

示。

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表2.6抗压强度与尺寸高度的关系

试件编号长宽高(mm)尺寸高度

(mm)

抗压强度

fc(MPa)

L1100*100*1001003.7L2100*100*1001004.2L3100*100*1001004.0L4100*100*1001004.1L5100*100*1001004.3L6100*100*1001004.4Z1100*100*3003003.1Z2100*100*3003003.5Z3100*100*3003003.3Z4100*100*3003003.4Z5100*100*3003003.5Z6100*100*3003003.6ZG1100*100*4004002.7ZG2100*100*4004002.6ZG3100*100*4004002.6

将表2.6中数据绘制成下图所示,通过拟合得到抗压强度与尺寸高度之间的

关系公式如下:

fc4.650.49*h

(25)

图2.4抗压强度与尺寸高度的关系

从公式(25)及图2.4可以看出,抗压强度与尺寸高度成反比,随着尺寸高度的增大,其抗压强度呈减小趋势。对比试验值fc和计算值fc(25)(根据公式(25)

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计算所得),如下表2.7所示。

从表中可以看出,公式(25)计算所得的抗压强度整体上比试验值要稍低,说明计算值是偏于安全的;从其整体数据拟合的变异系数为0.062,拟合公式计

算的抗压强度与试验值的符合程度较高,拟合公式较为合理。

表2.7尺寸高度试验值与计算值的对比

试件编号尺寸高度

(mm)

抗压强度

fc(MPa)

fc(25)

(MPa)fc/fc(25)

L11003.74.160.889L21004.24.161.010L31004.04.160.962L41004.14.160.986L51004.34.161.034L61004.44.161.058Z13003.13.180.975Z23003.53.181.101Z33003.33.181.038Z43003.43.181.069Z53003.53.181.101Z63003.63.181.132ZG14002.72.691.004ZG24002.62.690.967ZG34002.62.690.967

平均值1.019方差0.004标准差0.063变异系数0.062

2.5轴心抗压强度与干密度的关系

为了对比蒸压粉煤灰砂加气混凝土的不同干密度等级于轴心抗压强度之间

的关系,将数据列于下表2.8所示。

将表中的数据进行拟合得到干密度与轴心抗压强度之间的关系式:

fcp0.0018*1.17

(26)

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表2.8干密度与轴心抗压强度的关系

试件编号干密度

(kg/mm)

轴心抗压强

度fcp(MPa)

Z16003.1Z26003.5Z36003.3Z46003.4Z56003.5Z66003.6Z17003.9Z27003.3Z37003.9Z47004.4Z57004.1Z67004.0

图2.5轴心抗压强度与干密度的关系

从表2.8和图2.5可以看出,轴心抗压强度随着干密度的增大而成正比关系。

将拟合结果列于下表2.9所示,其中fcp(26)为公式(26)计算所得。

表2.9干密度与轴心抗压强度的关系

试件编号干密度

(kg/mm)

轴心抗压强

度fcp(MPa)

fcp(26)

(MPa)fcp/fcp(26)

Z16003.73.20.953Z26004.23.21.107Z36004.03.21.030

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(续)表2.9干密度与轴心抗压强度的关系

Z46004.13.21.061Z56004.33.21.092Z66004.43.21.124Z17003.13.81.027Z27003.53.80.859Z37003.33.81.023Z47003.43.81.147Z57003.53.81.068Z67003.63.81.042

平均值1.044方差0.006标准差0.075变异系数0.072

通过数据的拟合,从表中可以看出变异系数仅为0.072,吻合很好,而公式

(26)的计算值比试验值低,说明式(26)偏安全。

2.6小结

本章介绍了蒸压加气混凝土的立方体抗压强度试验和轴心抗压强度试验,通过试验结果的对比发现不同强度和不同尺寸高度的轴压比是不同的。

(1)阐述加气混凝土立方体抗压和轴心抗压破坏形式的异同,其中不同强度的转化关系应予以区分,对于B06级的加气混凝土:fcp0.826fcc,对于B07级的加气混凝:fcp0.777fcc。

(2)抗压强度与尺寸高度成反比关系,随着尺寸高度的增大,其抗压强度呈减小趋势,抗压强度与试件尺寸高度之间的关系式为:fc4.650.49*h。

(3)轴心抗压强度随着干密度的增大而增大,轴力抗压强度与干密度的关系式为:fcp0.0018*1.17。


第三章单轴受压应力应变全曲线的试验研究

蒸压粉煤灰砂加气混凝土单轴受压应力应变全曲线,体现的是蒸压粉煤灰

砂加气混凝土最基本的力学特征,是研究其结构强度和变形的主要依据之一,不仅如此还是进行内力分析、强度计算以及有限元分析的重要基础[36]。不同于普通混凝土的是,蒸压粉煤灰砂加气混凝土作为一种新型墙体材料,它本身具有很多特殊性能,吸水率大,强度不高,蒸压粉煤灰砂加气混凝土砌块的轴向抗拉强度约为抗压强度的1/10,所以它仍属于脆性材料[2]。对于脆性材料的全曲线,尤其是它的下降段曲线很难测试到,国内外对粉煤灰加气混凝土材料的应力应变全曲线研究的很少,而对于粉煤灰和砂两种混合的加气混凝土材料,更是没有资料可参考。本文通过试验对其应力应变全曲线进行了测定,研究和分析了蒸压粉煤灰砂加气混凝土内部各个受力阶段变形及破坏形式,为以后研究蒸压粉煤灰砂加气混凝土砌体的变形性能提供依据以及改善蒸压粉煤灰砂加气混凝土的设计施工能更好的运用于实际。

3.1试验方法

对于蒸压粉煤灰砂加气混凝土应力应变全曲线试验,如果采用普通液压试验机加载,只能得出应力应变曲线的上升段,当试件达到极限强度后,试验机把自身在加载过程中储存的很大弹性能量释放出来将试件急速压坏,要测得试件的下降段曲线很难。要获得稳定的下降段曲线,必须使得试件缓慢地变形和破坏,目前有两类试验方法可以获得完整的应力应变全曲线,按其原理主要有[34]:

1.对试件直接放在电液伺服试验机进行等应变速度加载。

2.为使试验装置的整体刚度超过试件下降段的最大线刚度,在普通液压试验机上附加刚性元件。

但是根据现有条件,刚度很大、弹性变形很大的元件需要加工和设计具有一定的难度,而且第二种附加元件的方法在试验过程中试件应变速度无法控制均匀,操作难度较之第一种大。

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3.1.1试验原理

本文采用的是在微机控制电液伺服万能试验机上进行等应变速度加载。将试件放入试验机上,设置方案程序,电脑自动控制电液伺服试验机均匀的加载或卸载,最后得到试件的应力应变全曲线试验结果。

图3.1试验装置

3.1.2方案可行性

采用第一种方法的优点:便于操作性;可以控制等应变速度加载;计算机自动采集数据,数据精确度高,便于处理和分析。

文献[37]在研究活性粉末混凝土的本构关系,就是采用在试验机上直接加载的试验方法。考虑强度和尺寸的因素,试件做成100mm×100mm×300mm在YAW300KN微机控制电液伺服压力试验机上进行;应变采用YYU10025LY引伸计,在试件中部布置标距为l00mm进行测量。首先在应力l00MPa以下,试件采用恒荷载控制加载速度为1.2MPa/s的自动加载方式,;在应力达到l00MPa以后,

试件采用等应变控制速度为5/s的自动加载方式。

本文采用的加气混凝土棱柱体试件强度不高、尺寸也较小,最大荷载也在电液伺服机阀控制的刚性试验机量程之内,所以完全可以进行等应变速度直接加载。