新型砌块墙体的研制.doc

新型砌块墙体性能研究新型砌块墙体比传统黏土砖墙体更容易产生裂缝。通过对砌块墙体裂缝产生的原理、影响因素等深入分析，从墙体变形角度提出了新型砌块墙体抗裂性能的计算方法：同时还就如何提高抗裂性能提出了具体措施。砌块墙体在实际应用中有一个突出的共性问题是比传统的黏土砖墙体更容易产生裂缝(尤其是一些非烧结材料)，影响了建筑物的正常使用和美观。这甚至已成为制约新型砌块墙体材料发展的一个瓶颈，提高新型砌块墙体抗裂性能是必须解决的课题。l砌块墙体裂缝产生的机理分析从砌块墙体自身构成来看，它是由砌块和砌筑砂浆等构成的复合结构材料，研究表明，砌块墙体内部存在3种形式的微观裂缝(宽度小于O．05mm)：不同材料界面之间的裂缝、胶结材料固化过程中形成的裂缝以及骨料本身存在的裂缝。微裂缝的存在是砌块墙体的固有属性，是一种与外部荷载没有直接关系的早期裂缝，通常不会影响建筑物的使用。从砌块墙体强度角度分析，由于自重和外部荷载的共同作用，墙体内部存在多重应力分布，正常情况下的应力分布是相对稳定的，但墙体从施工到投入使用过程中，会产生干缩、膨胀、不均匀沉降等变形。由于墙体的变形受到来自梁、柱、拉结筋等其它建筑构件的约束，墙体的内部应力不断增大，当内部应力大于砌体抗裂强度时，材料固有的微观裂缝扩展、贯通，直到产生宏观裂缝(大于等于O．05mm)甚至破坏。目前国内外砌块墙体抗裂性能研究的方法大都基于强度破坏理论，然而由于砌快墙体内应力分布非常复杂，可能同时受压、受拉、受弯、受剪甚至受扭[21，砌块墙体各向异性，以及影响砌块墙体强度的因素很多，因此很难建立砌块墙体抗裂计算准则。另外，抗裂性能的研究目的是把裂缝的存在控制在一定范围，满足建筑物的安全性和正常使用要求，这就涉及到抗裂性能的度量问题，由于砌块墙体的各种强度都存在一定差异，因此，通过强度对抗裂性能定量描述较为困难。从墙体变形角度来看，裂缝的产生与墙体的变形是直接相关的，无论何种原因导致的墙体裂缝，都是通过墙体变形发展而形成，可以说裂缝本身就是一种变形，墙体的抗裂性能是墙体的抗变形性能的表现形式之一；另外，相同材料在相同的条件下，变形量和裂缝的发展是一种正相关的关系，而且从度量角度来看，变形和各种复杂的砌体强度相比，显然更简单和易于统一。通过以上分析笔者认为，墙体抗裂性能可以直接通过墙体变形来统一度量，通过对砌块墙体变形定量分析来研究砌块墙体的抗裂性能是一种可行的方法。2影响新型砌块墙体抗裂性能的主要因素裂缝的产生和发展主要由墙体材料材质、约束条件(内因)和外部条件变化(外因)决定。影响新型砌块墙体抗裂性能的具体原因主要有以下几方面：2．1材料原因墙体的变形与构成墙体的砌块和砂浆的物理力学性能密切相关。首先，大部分新型砌块的线膨胀系数、弹性模量、收缩率以及吸水性都比黏土砖要大，砌块受到外部条件变化影响时更容易产生较大变形；其次，砌筑和粉刷砂浆的性能等决定了砌块之间的粘结性能和整体协调变形性能，也是影响墙体变形的重要因素。2．2环境变化原因砌块墙体变形对环境变化很敏感，主要是温度、湿度等变化，使墙体产生变形导致裂缝产生，由此导致的新型砌块墙体裂缝占到全部可遇裂缝的80％以上Il。温度变化影响主要表现在墙体材料所处环境在不同时间或不同部位存在温差(如外墙内外侧、屋面与楼面等)，而材料热胀冷缩产生的变形与温差成正比；湿度变化影响是由于大部分砌块都具有吸水膨胀和脱水干缩性质，尤其是后者变形量更大，例如混凝土砌块的干缩率介于0．23~0．43mm／m，而传统烧结黏土砖仅为0．1mm／m：另外，对于一些含有硅酸盐成分的砌块在空气中还有炭化干缩的现象。2．3设计原因工程设计中，砌块和砂浆的选择、建筑物结构形式和墙体构造形式决定了墙体的强度和墙体变形的约束条件等，直接影响砌块墙体的抗裂强度和整体协调变形性能。2．4施工原因在施工过程中不按照砌块施工规范和设计要求施工，从而导致裂缝产生的现象非常普遍，如砌筑时砌块的含湿率影响砌块的干缩变形量；灰缝的饱满和均匀程度、砌块的砌筑和构造方式会影响墙体的整体协调变形性能；砌筑间隔时间等影响砌筑砂浆的塑性变形量等。2．5其它原因建筑物不均匀沉降、砌块的几何形状与尺寸、表面规则与平整程度、使用和维护不当等也是影响砌块墙体变形的重要因素。3砌块墙体抗裂性能的分析计算砌块墙体的抗裂性能与墙体变形直接相关，裂缝的产生和发展伴随着墙体变形的变化，本文介绍的抗裂性能计算方法就是从砌块墙体的变形角度出发，根据墙体材料的变形量与裂缝发展的关系，通过对确定的计算单元的变形定量计算来分析其抗裂性能。3．1计算单元的确定根据墙体受力情况，遵循从整体到局部的原则确定计算单元，即由整幢建筑到墙体、从墙体到计算单元进行受力分析，根据受力情况确定墙体的不利受力点——应力较集中处单位区域作为计算单元。根据具体情况，计算