閱讀 8242 次 磚底模改為鋼底模的研究報(bào)告
摘要:為減少砂漿試塊試驗(yàn)過程中由于底模材料不同造成的試驗(yàn)誤差,《建筑砂漿基本性能試驗(yàn)方法》編制組此針對(duì)不同底模對(duì)砂漿強(qiáng)度的影響進(jìn)行了試驗(yàn)研究。...
磚底模改為鋼底模的研究報(bào)告
李 榮
陜西省建筑科學(xué)研究院 西安 710082
砂漿強(qiáng)度等級(jí)是影響砌體抗壓抗剪等力學(xué)性能的重要指標(biāo)之一,而砂漿強(qiáng)度等級(jí)又與砂漿試塊成型時(shí)所用底模有直接的關(guān)系。JGJ70-90《建筑砂漿基本性能試驗(yàn)方法》是我國(guó)應(yīng)用最早的一本砂漿試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn),其編制時(shí)根據(jù)我國(guó)工程實(shí)際及前蘇聯(lián)砌體規(guī)范中采用吸水率不大于15%,含水率不大于2%的燒結(jié)磚做底模的情況,做出所用底模為吸水率不小于10%,含水率不大于2%的普通粘土磚的規(guī)定。《磚石結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ3-73第二章第三條規(guī)定用鋼模,下襯磚底模,80年代對(duì)該規(guī)范進(jìn)行了修訂改為《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ3-88第2.1.1條未對(duì)砂漿試塊制作所用底模做出明確規(guī)定,但實(shí)際操作是按普通粘土磚為底模來進(jìn)行的。隨著新型砌體材料的發(fā)展,該標(biāo)準(zhǔn)在90年代進(jìn)行了修訂,引入新型砌體材料,如:蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚、輕集料混凝土砌塊及混凝土小型空心砌塊灌孔砌體的計(jì)算指標(biāo),并在該規(guī)范GB50003-2001第3.1.1條注3規(guī)定:確定砂漿強(qiáng)度等級(jí)時(shí)應(yīng)采用同類塊體為砂漿試塊底模。其他標(biāo)準(zhǔn)如:《砌體工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50203-2002、《混凝土小型空心砌塊建筑技術(shù)規(guī)程》JGJ/T14-2004、《混凝土小型空心砌塊建筑砂漿》JC 860-2000《砌筑砂漿配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ98-2000,雖然沒有明確采用什么樣的底模,但在標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定引用JGJ70-90《建筑砂漿基本性能試驗(yàn)方法》,而《蒸壓灰砂磚砌體設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》CECS20:90則明確規(guī)定砂漿底模采用含水率不大于2%的灰砂磚,造成了設(shè)計(jì)單位、施工單位、材料檢測(cè)單位、質(zhì)量監(jiān)督單位所選取的方法各不相同,而不同的方法確定的砂漿強(qiáng)度等級(jí)有很大差別,從而大大影響了砌體的質(zhì)量,降低了結(jié)構(gòu)安全度或造成材料的浪費(fèi),為此針對(duì)不同底模對(duì)砂漿強(qiáng)度的影響進(jìn)行了試驗(yàn)研究。
1、制作砂漿試塊時(shí),磚底模含水率對(duì)砂漿強(qiáng)度的影響
為了解制作砂漿試塊時(shí),燒結(jié)普通磚底模含水率對(duì)砂漿強(qiáng)度的影響,原國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《磚石工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB203-83修編組曾委托有關(guān)單位進(jìn)行了采用普通磚作砂漿試塊底模,磚的含水率對(duì)砂漿立方體抗壓強(qiáng)度有何影響的對(duì)比試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果如下圖:
通過上圖可以看出,隨著磚底模含水率的變化,砂漿立方體抗壓強(qiáng)度隨之變化,磚含水率增加,試塊強(qiáng)度降低,磚含水率減少,試塊強(qiáng)度提高,當(dāng)磚的含水率小于6%時(shí),試塊強(qiáng)度變化不大。
2、底模吸水速率對(duì)砂漿強(qiáng)度的影響
有學(xué)者研究表明,水泥水化所需的水大約為水泥重量的20%左右,為獲得良好的工作性,砂漿中必須加入較多的水,當(dāng)砂漿硬化后,多余的水份就殘留在砂漿中形成孔穴或蒸發(fā)后形成氣孔,這大大減少了砂漿抵抗荷載的實(shí)際有效斷面,降低了強(qiáng)度。而砂漿試塊制作時(shí),底模吸水速率不同,吸取砂漿中多余水份的數(shù)量也有所不同,砂漿試塊成型后,吸水速率快的底模硬化前期吸去砂漿中的水份越多,砂漿硬化后期自然蒸發(fā)掉的水份越少,砂漿試塊的強(qiáng)度越高。有學(xué)者對(duì)普通粘土磚、混凝土磚、蒸壓粉煤灰磚和加氣混凝土砌塊幾種常用塊材進(jìn)行了浸水試驗(yàn),結(jié)果表明:普通粘土磚、混凝土磚吸水速度最快,在浸水1min時(shí),其含水率就分別達(dá)到飽和含水率的71.4%和79.0%,蒸壓粉煤灰磚吸水速度較慢,在浸水30min時(shí),其含水率才達(dá)到飽和含水率的78.8%,最慢的是加氣混凝土塊,在浸水24h時(shí),其含水率才達(dá)到飽和含水率的84.4%,四種磚浸泡7h后,體積含水率分別為:270、169、306、223kg/m3四種磚的飽和吸水率分別為:304、181、323、334 kg/m3。
3、不同底模砂漿試驗(yàn)及結(jié)果分析
3.1搜集的試驗(yàn)資料
3.1.1不同底模、不同浸水時(shí)間砂漿強(qiáng)度結(jié)果
底模含水
情況 |
強(qiáng)度值f2(MPa) |
各種底模與鋼底模強(qiáng)度比值 | ||||
干磚 |
泡水10s |
泡水20min |
干磚 |
泡水10s |
泡水20min | |
普通粘土磚 |
12.62 |
11.86 |
9.14 |
1.845 |
1.734 |
1.336 |
粉煤灰磚 |
9.88 |
11.4 |
9.66 |
1.444 |
1.667 |
1.412 |
粉煤灰多孔磚 |
10.64 |
9.76 |
- |
1.556 |
1.427 |
- |
混凝土磚 |
8.38 |
7.98 |
10.28 |
1.225 |
1.167 |
1.503 |
加氣混凝土砌塊 |
10.82 |
9.68 |
- |
1.582 |
1.415 |
- |
鋼底模 |
6.84 |
- |
- |
1.000 |
|
|
從上表試驗(yàn)結(jié)果可以看出,普通粘土磚干磚做底模時(shí),由于其早期吸水速度快,吸水率也大,在水泥硬化前期吸收水份最多,所以其砂漿抗壓強(qiáng)度最高,其砂漿強(qiáng)度與鋼底模比值為:1.845,加氣混凝土砌塊做底模其砂漿強(qiáng)度與鋼底模時(shí)的比值為1.582,粉煤灰多孔磚做底模其砂漿強(qiáng)度與鋼底模時(shí)的比值為1.527,粉煤灰磚做底模其砂漿強(qiáng)度與鋼底模時(shí)的比值為1.444,混凝土磚做底模其砂漿強(qiáng)度與鋼底模時(shí)的比值為1.225。
由于普通粘土磚的吸水速度快、吸水率大,泡水10s的磚底模砂漿抗壓強(qiáng)度為干磚的0.940倍,泡水20min的磚底模砂漿抗壓強(qiáng)度為干磚的0.724倍,其他塊材由于早期吸水速度慢或吸水率小,強(qiáng)度變化規(guī)律不明顯。
3.1.2不同底模砂漿強(qiáng)度結(jié)果
原《磚石工程施工及驗(yàn)收規(guī)范修訂組》試驗(yàn)數(shù)據(jù)
磚的品種 |
R7 |
R28 | ||
MPa |
比值(%) |
MPa |
比值(%) | |
普通粘土磚 |
1.95 |
100 |
3.74 |
100 |
頁巖磚 |
1.95 |
100 |
3.80 |
104 |
灰砂磚 |
1.29 |
66 |
2.72 |
73 |
江陰市建筑工程質(zhì)量檢測(cè)中心近年內(nèi)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)
砂漿種類
底模種類 |
水泥石灰砂漿 |
水泥砂漿 | ||||
試塊重g |
強(qiáng)度MPa |
強(qiáng)度比% |
試塊重g |
強(qiáng)度MPa |
強(qiáng)度比% | |
燒結(jié)普通磚 |
748 |
8.5 |
100 |
729 |
11.4 |
100 |
燒結(jié)多孔磚 |
751 |
6.5 |
76.5 |
735 |
10.2 |
89.5 |
混凝土空心小砌塊 |
760 |
5.0 |
58.8 |
761 |
6.0 |
52.6 |
木質(zhì)三夾板 |
768 |
4.5 |
52.9 |
768 |
5.1 |
44.7 |
SBS油氈 |
782 |
3.0 |
35.3 |
774 |
4.9 |
43.0 |
鐵板 |
774 |
2.7 |
31.8 |
788 |
3.8 |
33.3 |
注:1、同種砂漿為同一配合比
2、燒結(jié)普通磚做底模時(shí)砂漿強(qiáng)度為鐵板時(shí)的3.003倍
四川省建研院 MPa
組號(hào) |
M5 |
M7.5 |
M10 | ||||||
粉煤灰磚 |
頁巖磚 |
強(qiáng)度比% |
粉煤灰磚 |
頁巖磚 |
強(qiáng)度比% |
粉煤灰磚 |
頁巖磚 |
強(qiáng)度比% | |
1 |
4.61 |
5.63 |
82 |
7.33 |
8.57 |
86 |
12.03 |
14.30 |
84 |
2 |
4.80 |
5.68 |
85 |
6.52 |
8.60 |
76 |
13.44 |
13.30 |
101 |
3 |
5.87 |
5.67 |
104 |
5.87 |
7.78 |
75 |
12.57 |
13.13 |
96 |
4 |
4.70 |
5.47 |
86 |
7.97 |
8.43 |
95 |
10.13 |
11.83 |
86 |
5 |
3.90 |
5.87 |
66 |
8.37 |
7.97 |
105 |
9.93 |
12.10 |
82 |
6 |
4.67 |
6.37 |
73 |
8.40 |
7.20 |
117 |
9.97 |
14.30 |
70 |
7 |
4.20 |
6.20 |
68 |
7.70 |
9.23 |
83 |
8.06 |
9.63 |
84 |
8 |
4.70 |
5.07 |
93 |
|
|
|
9.63 |
8.43 |
114 |
平均 |
|
|
82 |
|
|
91 |
|
|
90 |
某研究院
編號(hào) |
紅磚底模MPa |
粗砂灰砂磚MPa |
細(xì)砂灰砂磚MPa |
有底模養(yǎng)護(hù)MPa |
1 |
14.9 |
11.7 |
10.9 |
8.1 |
2 |
15.1 |
14.8 |
14.2 |
11.2 |
注:燒結(jié)普通磚做底模時(shí)砂漿平均強(qiáng)度為鐵板時(shí)平均強(qiáng)度的1.554倍。
陜西省建筑科學(xué)研究院
編號(hào) |
粉煤灰磚MPa |
粘土磚MPa |
鋼底模MPa |
1 |
7.9 |
8.4 |
3.5 |
2 |
/ |
8.7 |
3.5 |
3 |
8.2 |
10.2 |
4.4 |
4 |
8.4 |
10.4 |
5.0 |
5 |
4.0 |
4.3 |
1.9 |
6 |
5.7 |
6.1 |
3.0 |
7 |
9.7 |
7.3 |
5.3 |
8 |
8.1 |
5.9 |
4.4 |
9 |
10.3 |
9.3 |
5.2 |
10 |
10.7 |
8.4 |
6.1 |
11 |
4.0 |
4.0 |
2.7 |
12 |
7.5 |
5.4 |
4.6 |
13 |
4.4 |
5.4 |
3.4 |
14 |
6.6 |
7.0 |
3.7 |
15 |
5.4 |
4.1 |
2.6 |
16 |
3.9 |
6.8 |
2.9 |
17 |
8.8 |
9.7 |
4.8 |
陜西省第六建筑公司試驗(yàn)室數(shù)據(jù)
砂漿:M5水泥砂漿
試塊強(qiáng)度:鐵底模 2.45 MPa;
普通粘土磚(干磚) 5.1 MPa。
注:燒結(jié)普通磚做底模時(shí)砂漿平均強(qiáng)度為鐵板時(shí)平均強(qiáng)度的2.08倍。
3.2 2006年-2007年《建筑砂漿試驗(yàn)方法》編制組試驗(yàn)資料
1、砂漿磚底模與鋼底模強(qiáng)度對(duì)比試驗(yàn),用鋼底模時(shí)稠度調(diào)整到40±5mm用磚底模時(shí)稠度調(diào)整到80±5mm。
經(jīng)統(tǒng)計(jì):
1)燒結(jié)普通磚做底模時(shí)砂漿強(qiáng)度為鋼底模時(shí)強(qiáng)度的2.5~1.23 倍。
2)燒結(jié)普通磚做底模時(shí)砂漿平均強(qiáng)度為鋼底模時(shí)砂漿平均強(qiáng)度的1.59倍。
3)燒結(jié)普通磚做底模時(shí)砂漿強(qiáng)度與鋼底模時(shí)砂漿強(qiáng)度的比值小與1.33占23%。
2、砂漿稠度均控制在70-90mm 時(shí)磚底模與鋼底模強(qiáng)度對(duì)比試驗(yàn)
考慮到進(jìn)行砂漿其他性能試驗(yàn)時(shí),砂漿稠度與實(shí)際設(shè)計(jì)稠度一致,如果單純?cè)趶?qiáng)度試驗(yàn)時(shí)將稠度調(diào)小,會(huì)增大試驗(yàn)工作量,而根據(jù)《砌筑砂漿配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ98-2000規(guī)定,當(dāng)砂漿用在燒結(jié)普通磚砌體時(shí)稠度為70-90mm,是最大稠度,因此編制組又將稠度都控制在70-90mm,進(jìn)行了磚底模與鋼底模砂漿強(qiáng)度對(duì)比試驗(yàn)。
經(jīng)統(tǒng)計(jì):
1)燒結(jié)普通磚做底模時(shí)砂漿強(qiáng)度為鋼底模時(shí)強(qiáng)度的2.44~1.25倍。
2)燒結(jié)普通磚做底模時(shí)砂漿平均強(qiáng)度為鋼底模時(shí)砂漿平均強(qiáng)度的1.59倍。
3)燒結(jié)普通磚做底模時(shí)砂漿強(qiáng)度與鋼底模時(shí)砂漿強(qiáng)度的比值小與1.33占8.8%。
3、鋼底模與塑料底模的無影響
稠度控制在40-55 mm 鋼底模平均強(qiáng)度與塑料底模平均強(qiáng)度的比值:1.00
4、結(jié)論
從上述試驗(yàn)結(jié)果可以看出,砂漿試塊制作時(shí)由于底模材料吸水率及吸水速率不同造成砂漿的強(qiáng)度值不同,普通粘土磚做底模由于其吸水率及吸水速率大,在砂漿硬化初期吸收水份最多,后期砂漿自然蒸發(fā)掉的水份就少,因此砂漿的孔隙率就會(huì)減少,所以其砂漿抗壓強(qiáng)度最高,而鋼底模由于其不吸水,故用其做底模砂漿強(qiáng)度最低,經(jīng)統(tǒng)計(jì)燒結(jié)普通磚做底模時(shí)砂漿強(qiáng)度為鋼底模時(shí)強(qiáng)度的1.8~1.3倍的占70%以上。而且相同類別的塊材,由于制作工藝和原材料不同,其吸水性能差別較大,因此用磚做底模時(shí),其砂漿抗壓強(qiáng)度離散性大,變異系數(shù)往往偏大,因此JGJ70-90《建筑砂漿基本性能試驗(yàn)方法》規(guī)定每組試件為六塊,而用鋼底模,因底模材料不吸水,砂漿抗壓強(qiáng)度離散性小,變異系數(shù)也小,每組試件可改為三塊,考慮到結(jié)構(gòu)的安全性,及本次試驗(yàn)驗(yàn)證的統(tǒng)計(jì)情況,可按最安全的狀態(tài)考慮,即鋼底模試驗(yàn)得到的強(qiáng)度試驗(yàn)數(shù)據(jù)乘以1.3系數(shù),即可換算為相當(dāng)于普通粘土磚為底模試驗(yàn)的強(qiáng)度值。當(dāng)有一定數(shù)量可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí),該系數(shù)可根據(jù)實(shí)際情況做調(diào)整。
(本文來源:陜西省土木建筑學(xué)會(huì) 文徑網(wǎng)絡(luò):文徑 尹維維 編輯 劉真 審核)