混凝土空心砖砌体抗剪强度试验研究.doc

混凝土空心砖砌体抗剪强度试验研究 杨伟军 , 禹 慧 , 田俊杰 , 高 群 , 马丽慧 (长沙理工大学 , 湖南 长沙 410076) 摘 要 : 通过试验研究了混凝土空心砖砌体的抗剪强度 。试验结果表明 :混凝土空心砖座浆 面采用盲孔面设计 ,提高了砖和砂浆的粘结性 ,大大增加了剪切面积 ;砂浆的销栓作用能有效 提高砌体的抗剪强度 ;混凝土空心砖砌体的抗剪强度要高于粘土实心砖 、混凝土空心砌块砌 体的抗剪强度 。提出了混凝土空心砖砌体的抗剪强度计算公式 。 关键词 : 混凝土 ; 空心砖 ; 抗剪强度 ; 试验研究 Ξ 中图分类号 : TU317 文献标识码 : A 双排错孔盲孔混凝土空心砖作为一种节土 、节能 、利废 、施工方便并且具有良好结构性能 、建筑物理 性能的新型产品将成为替代粘土实心砖的最有竞争力的墙体材料 。混凝土空心砖虽然在原料及生产工 艺上与小型混凝土空心砌块相似 ,但由于两种墙材的外形尺寸相差较大 ,从而导致力学性能上也会有较 大的差别 ,因此如果在结构设计中直接采用一般空心砖砌体的强度指标值显然是不适宜的 。而混凝土 空心砖作为一种全新的产品 ,迄今为止国内尚未对其基本力学性能抗剪强度做过系统的试验研究 。为 了加快混凝土空心砖的推广 、应用 ,推动科研工作的进一步深入开展 ,为设计 、施工提供更有力的依据 , 对混凝土空心砖砌体的基本力学性能进行全面 、系统的试验研究是十分必要的 。本文根据砌体基本力 学性能试验方法1 、混凝土空心砌块试验方法2 的规定 ,制作了 72 个抗剪强度试件 ,得出了混凝土空 心砖砌体抗剪强度指标 ;对试验现象及试验结果进行了分析 ,得出了一些有意义的结论 。 1 试件设计和试验方法 砌体的抗剪强度是砌体进行抗震验算的基本性能指标 ,可分为沿通缝截面的抗剪强度和沿阶梯形 截面的抗剪强度 。研究表明3 :由于实际工程中竖向灰缝的砂浆很难饱满 ,并且由于砂浆硬化时的收 缩而大大削弱甚至完全破坏竖向灰缝和砖的粘结 。因此 ,对于竖向灰缝的粘结强度可以不予考虑 ,砌体 沿通缝截面和沿阶梯形截面的抗剪强度相等 。本文只对砌体沿通缝截面的抗剪强度进行试验研究 。 采用两种标号的双排错孔盲孔混凝土空心砖与 6 种强度的砂浆砌筑的 12 组 ( 72 个) 沿通缝抗剪强 度试件 ,试件的制作及试验方法参照文献1 的规定进行 。试件采用 3 层共 9 块砖组成的双剪试件 ,控 制灰缝厚度为 10 mm 。试件砌筑完毕后 ,立即在试件顶部平压三层混凝土空心砖 ,平压时间为 20 d ,然 后将试件立放对试件承压面和加荷面采用 1∶3 的水泥砂浆找平 。 试件在室内自然条件下养护 28 d 后 ,开始进行试验 。试验的加载装置为 200 t 压力试验机 ,加载采 用匀速连续加荷的方法 ,从加荷至破坏控制在 1～3 min 内 。 2 试验现象描述和试验分析 抗剪试件从加载至破坏没有明显的预兆 ,试件表面也未见明显的裂缝开展 。当试件加压至受剪承  载力极限时 ,沿受剪面发生突然的破坏 ,多数试件的破坏发生在一个受剪面 ,破坏呈明显的脆性特征 。 其破坏形态可主要分为如图 1 所示的三种 。破坏形态 Ⅰ的破坏发生在砂浆层与块体的粘结面 ,其破坏 面较为平整 ;破坏形态 Ⅱ表现为受剪面中部的砂浆在主拉应力下沿 45°角方向被拉断 ,部分销键被剪 断 ,砖小部分破坏 ;破坏形态 Ⅲ的破坏截面为块体截面 ,破坏面上可以看到鼓起的销键 ,而砂浆层未发生 明显破坏 。大多数试件在破坏时类似破坏形态 Ⅱ。 图 1 抗剪试件破坏形态 混凝土空心砖砌体的剪切破坏形态较为复杂 ,这一点与粘土实心砖不同 。粘土实心砖砌体在发生 剪切破坏时大多发生在砂浆与块体的粘结面上 ,而混凝土空心砖砌体由于销键的存在 ,使得发生破坏时 呈现出三种不同的破坏形态 。当销键作用较强 ,块体强度高于或接近于砂浆强度时易发生形态 Ⅰ的破 坏 ;当部分销键作用较弱 ,而块体强度仍与砂浆强度较接近时 ,易发生形态 Ⅱ的破坏 ; 当砂浆强度很高 , 块体强度相对较低时 ,此时灰缝的销键作用很强 ,试件的破坏一般是块体被剪坏 ,从而发生形态 Ⅲ的破 坏 。由以上的分析可知 ,混凝土空心砖砌体的剪切破坏形态取决于砂浆强度 、销键作用等多方面因素 。 试验结果 3 单个试件沿通缝截面的抗剪强度 f v , 按 f v = N v / ( 2 A ) 进行计算2 ,结果精确至 0 . 01 N/ mm2 。其 中 : f v 为试件沿通缝截面的抗剪强度 ,N/ mm2 ; N v 为试件的抗剪破坏荷载值 ,N ; A 为试件的一个受剪 面的面积 ,mm2 。 根据《砌体结构设计规范》规定 ,