菱镁矿尾矿空心砌块及砌体力学与保温性能研究

为了减少菱镁矿资源浪费及其尾矿对环境污染,提出利用菱镁矿尾矿材料制作空心砌块及砌体,进行轴心抗压和抗剪测试研究其力学性能,采用冷热箱-热流计法测试砌体的导热系数研究其保温性能.试验表明,两组抗压试件的平均抗压强度值分别为3.81 MPa与4.71 MPa;抗剪试件的平均抗剪强度值分别为0.16 MPa与0.23 MPa;菱镁矿尾矿空心砌块砌体导热系数为0.103 W/(m·K),符合我国标准.     

承重型横孔连锁混凝土砌块砌体的抗剪性能

为研究承重型横孔连锁混凝土砌块砌体的抗剪性能,采用3种块型的砌块制作了砌体抗剪试件.每种块型的砌块试件均以3种砂浆强度为变量.首先对试件进行了静力剪切加载试验,观察试验现象,记录剪切破坏荷载.然后分析了影响砌体抗剪强度的主要因素,并和其他混凝土砌块砌体抗剪强度的试验结果以及规范计算值进行了对比.最后提出了考虑有效黏结面积计算混凝土砌块砌体抗剪强度的方法.研究结果表明:承重型横孔连锁混凝土砌块砌体的剪切破坏均为砂浆与混凝土砌块接触面的黏结剪切破坏.计算砌体抗剪强度时,应采用砂浆与砌块接触面的有效黏结面积;在此基础上,提出了承重型横孔连锁混凝土砌块砌体抗剪强度的计算方法,该方法不但可以准确计算该砌块砌体的抗剪强度,而且可以计算其他类型混凝土砌块砌体基于黏结剪切破坏的抗剪强度.     

剑麻纤维混凝土砌块砌体的力学性能研究

针对传统砌体填充墙在强烈地震荷载下常表现出低变形能力和高损伤特性,严重影响钢筋混凝土框架的延性的问题,本文开发了一种环境友好、经济高效且结构有益的剑麻纤维砌体填充砌体单元,并设计了3种配套延性砌筑砂浆。通过对砌体进行抗压和抗剪试验,获得了其应力-应变曲线、承载力和破坏模式等试验数据。结果表明：延性砌块-延性砂浆砌体在受力方向上呈现出无主裂缝的多缝开裂破坏模式,且抗压延性和剪切延性显著提高。根据相关规范提供的计算公式,得到了适用于新型砌体的抗压强度值;延性砌块-延性砂浆砌体的抗剪强度远超普通砌块砌体,并通过线性回归建立了适用于新型砌体的抗剪承载力计算公式。值得注意的是,延性砌块-延性砂浆砌体的变形能力远超延性砌块-普通砂浆砌体和普通砌块砌体,可应用于增强框架填充墙结构的地震安全性。     

自保温再生混凝土砌块砌体抗剪性能数值模拟

为探讨研制的自保温再生混凝土砌块砌体的抗剪性能,选取10.6 MPa和4.5 MPa两种强度砌块及15 MPa、7.5 MPa和5.0 MPa三种强度砂浆,分析了不同材料在ABAQUS数值模拟中本构模型和相应参数的选取,进行了不同强度的砌块与砂浆组合砌筑砌体抗剪性能的数值模拟分析.结果表明:砌块和砂浆的强度较为一致时,有利于砌体发挥较好的受剪性能;单独提高砌块或砂浆的强度,对砌体受剪性能的提升效果有限;但砂浆强度高时,砌体受剪破坏后仍能保持较高的残余应力;砂浆强度过低时,砌体受剪性也随之急剧降低.     

再生混凝土小型空心砌块砌体抗剪性能试验

制作了再生骨料掺入量为75%的再生混凝土小型空心砌块,进行了再生混凝土小型空心砌块块材抗压及抗折试验.研究结果表明再生混凝土小型空心砌块强度等级可以达到MU7.5.进行了再生混凝土小型空心砌块砌体抗剪性能试验,考察再生混凝土小型空心砌块砌体在不同砂浆强度下的抗剪承载力,分析了再生砌块砌体受剪破坏特征.研究结果表明:再生混凝土小型空心砌块砌体的抗剪性能和普通混凝土砌块砌体的抗剪性能基本相似,在剪力作用下发生了上层的通缝剪切破坏,砌块强度对砌体通缝抗剪强度影响不大,砌体抗剪强度随砂浆强度的增加而增大,由于破碎的再生骨料吸水性较大,再生混凝土空心砌块砌体的抗剪强度低于普通混凝土砌块砌体的抗剪承载力.在此基础上,通过对试验数据的回归分析,提出了再生混凝土小型空心砌块砌体的抗剪强度计算公式.     

N式砌块砌体受剪性能试验研究

对30个N式砌块砌体抗剪试件(其中未灌孔试件6个,灌孔试件24个)进行了受剪力学性能试验研究,了解了N式砌块砌体的破坏形态及破坏机理.试验结果表明,灌孔N式砌块砌体的受剪开裂荷载与极限荷载的比值随灌孔率的不同分别为:半灌孔试件77%~82%、全灌孔试件54%~59%.随着灌孔混凝土面积的增大,N式砌块砌体表现出越来越好的延性.未灌孔N式砌块砌体的抗剪强度平均值比砌体规范抗剪平均强度公式计算值高出11%,半灌孔N式砌块砌体的抗剪强度平均值比砌体规范平均强度计算值高出5%,全灌孔N式砌块砌体的抗剪强度平均值比砌体规范平均强度计算值高出74%~106%.     

粉煤灰烧结保温砖砌体基本力学性能试验研究

为研究粉煤灰烧结保温砖砌体抗压、通缝抗剪、剪-压复合受力3方面性能,采用试验和理论计算的方法,对砌块砌体进行试验研究,得出相应的抗压强度标准值和设计值的建议取值;在对应力—应变实测曲线回归分析的基础上,得出粉煤灰烧结保温砖砌体应力—应变曲线的函数表达式,并给出弹性模量和泊松比的实测值;得出粉煤灰烧结保温砖砌体通缝抗剪强度的平均值和计算式;得出粉煤灰烧结保温砖砌体剪压复合受力抗剪强度平均值的建议计算式;掌握了该型砌体的主要破坏特征,并为后续研究及该类型砌体的推广应用提供基本的力学性能参数。     

不同含水率砖砌体结构基本力学性能试验

不同砂浆种类及强度的砖砌体结构经过不同时间浸泡后进行抗压、抗剪试验,研究了砖砌体结构的破坏形态、抗压及抗剪强度,分析了砖砌体结构受压、受剪性能随着含水率的变化规律。试验结果表明:短时间浸泡后的砖砌体结构抗压强度略高于自然状态下的干燥砖砌体,但随着含水率的上升砖砌体结构抗压强度有一定程度的下降;含水率对砖砌体结构的抗剪强度影响显著,其抗剪强度随含水率的上升呈现先上升后下降的趋势,当含水率达到13.61%时,砖砌体结构的抗剪强度降低了21.1%。     

配植物筋砌块砌体轴心抗压性能

为研究配植物筋砌块砌体轴心抗压性能,考虑两种砌块强度等级、两种砂浆强度等级及三种植物筋配筋率的影响,制作7组配植物筋砌块砌体进行轴心抗压试验,研究其破坏机理和轴心抗压强度,对比分析不同因素对配植物筋砌体其抗压强度的影响;运用ABAQUS有限元软件对种配植物筋砌体轴心抗压试验进行数值模拟,结合试验研究和数值模拟结果,推导不同工况组合的配植物筋砌块砌体轴心抗压强度值。研究结果表明:配置植物筋对砌体灰缝处裂缝发展有明显阻碍作用;在其他工况不变的情况下,采用B07级加气块比B06级加气块砌体的抗压强度平均提高25.6%,M7.5级砂浆比M5级砂浆砌筑砌体抗压强度平均提高12.2%,每层配植物筋与隔层配植物筋砌体较不配筋砌体抗压强度分别提高8.52%和2.84%;引入的修正系数φ取0.7时拟合得到的配植物筋砌块砌体抗压强度计算值与试验值吻合较好。     

开槽砌块灌孔砌体的抗剪性能试验研究

通过对开槽砌块灌孔砌体的抗剪试件的静力试验研究,了解了开槽砌块灌孔砌体的试件开裂荷载、极限承载力、破坏过程和破坏特征.试验结果表明,开槽砌块灌孔砌体和普通灌孔砌块砌体相比,其抗剪强度得到一定程度的提高.分析了影响灌孔砌块砌体抗剪强度的多种因素,并根据Hoffman准则以及现行的规范公式,建立了开槽砌块灌孔砌体的抗剪强度公式,公式的计算结果与实验结果吻合较好.建立了开槽与不开槽砌块灌孔砌体抗剪强度的统一表达式,结果表明,将其运用在不开槽砌块的抗剪强度的计算中是可行的.     

新型复合砌块砌体的抗压强度计算

针对村镇建筑节能方面的不足,提出了一种新型复合砌块砌体结构,该结构砌体以EPS混合土为内芯、轻质混凝土空心砌块为外模组合而成。本文以2种外膜强度和3种内芯强度为影响因素共制作6片该新型复合砌块砌体试件,对试件进行了抗压性能试验,研究了该砌体的抗压性能,结果表明:该砌体的受压破坏过程与普通混凝土砌块砌体的受压破坏过程相似。在上述试验研究的基础上,运用变形协调条件和静力平衡条件,推导出该砌体抗压强度计算公式,并将公式的计算值与试验值进行比较,结果表明:计算值与试验值符合较好,且偏于安全,具有一定的参考价值,可作为此新型复合砌块砌体抗压强度的理论计算式。     

陶粒混凝土小型空心砌块砌体受压性能的试验研究

为了寻求替代烧结粘土砖的新型墙体材料,对陶粒混凝土小型空心砌块砌体进行抗压性能试验,主要研究不同砂浆强度等级对其抗压性能的影响,分析了砌块砌体的破坏特征和抗压强度。研究结果表明：陶粒混凝土小型空心砌块砌体的抗压性能和普通混凝土砌块砌体的抗压性能基本相似,极限破坏状态为砌体被贯通裂缝分隔成小立柱后破坏。通过对试验数据的整理分析得出,可以用《砌体结构设计规范》（GB50003—2011）建议的公式计算陶粒混凝土小型空心砌块砌体的抗压强度。     

不同新型墙材砌体的力学性能对比分析

对空心粘土砖、加气混凝土砌块、陶粒混凝土砌块、混凝土空心砌块Ⅰ和混凝土空心砌块Ⅱ等5种常用新型墙材砌体的抗压性能和抗剪性能进行试验,并与烧结普通砖砌体进行对比.研究结果表明:砌块的抗压强度与砌块的制作工艺和质量和有关,空心砌块的强度还与肋板的分布、孔洞的大小和面板的厚度有关;砌体随着荷载的增大,裂缝增多、延伸,并扩展至砌体各面,最终失去承载能力被破坏;砌体的抗剪强度与砌块的表面光滑度和界面的咬合程度有直接关系.     

聚丙烯纤维轻骨料混凝土抗压强度试验研究

为了研究聚丙烯短纤维长度和掺量以及陶粒的掺量对混凝土砌块抗压强度的影响,制备了不同材料的57个立方体试件进行抗压强度试验,实验数据及试件破坏形态表明,聚丙烯纤维轻骨料混凝土能有效提高混凝土的抗压、抗裂强度,控制裂缝的发展。     

复合板材双剪切试验方法与装置

针对复合板材在工程应用中的力学性能分析需求,为测量其平行于试件面板方向的剪切破坏荷载,以能够较准确表征复合板材双剪状态下的应力分布情况,研究了复合板材双剪切试验方法,设计了双剪切试验装置,并对不同芯材和不同厚度的结构保温板进行了双剪切试验,分析了其破坏形态和剪切力学性能。研究结果表明:各试件双剪切破坏面形态合理,应力-应变曲线数据稳定;EPS(聚苯乙烯泡沫)芯材试件抗剪破坏形式为脆性破坏,而岩棉芯材试件受剪开裂后,抗剪强度不会立即丧失,而是逐渐降低;随着试件芯材厚度的增加,EPS芯材试件应力峰值和应变随之减小,两者变化均为非线性,而岩棉芯材试件应力峰值随之减小,应变则无明显相关关系。该方法与装置为进一步研究复合板材的力学性能提供了试验方法。     

机制生土砖砌体沿通缝抗剪性能研究

为获得生土砖砌体沿通缝抗剪试验方法和标准试件,对18个不同砂浆、不同抗剪截面面积以及不同砌筑方式的机制生土砖砌体进行沿通缝抗剪试验,得到机制生土砖砌体沿通缝抗剪强度,分析机制生土砖砌体的破坏形态、破坏机理以及抗剪强度的主要影响因素.试验结果表明:普通砖砌体沿通缝抗剪试验方法适用于机制生土砖,沿水平方向砌筑的6砖试件适合作为抗剪标准试件,复掺胶粉和纤维素砂浆砌筑的机制生土砖砌体具有较好的抗剪能力和变形性能,可应用于村镇低矮房屋的承重墙体.     

“工”型有盖空心小砖砌体伪静力试验研究

对7片"工"型有盖空心小砖砌体(黄土素泥1mm厚砌体5片、水泥净浆1mm厚砌体和水泥砂浆5mm厚砌体各1片)进行伪静力试验研究.试验结果表明:砌体的抗剪能力与轴压比有关,当轴压比小于0.7时,试件的抗剪能力随着轴压比的增大而提高,结构延性也随之改善;当轴压比为0.7时,砌体的结构性能达到极值;当轴压比大于0.7时,砌体的结构性能由极值开始下降.砌体齿缝的咬合作用使砌块充分发挥了其抗剪强度,提高了砌体的抗剪能力,齿缝的存在起到了一定的耗能作用,有利于改善砌体的抗震性能.黏结材料的强度和厚度对砌体抗剪能力贡献不显著,即"工"型有盖空心砌块适合使用低强度薄灰缝的黏结材料,由此降低工程成本、增大应用范围.     

FRP加固砌体拉拔力与纤维布应变关系的试验研究

完成了12个双剪试件在剪切状态下纤维布加固砌体的拉拔试验,描述了纤维布加固砌体的破坏形 态,分析了拉拔力与纤维布应变关系,讨论了纤维布与砌体的有效粘结长度．试验结果表明:纤维片材与砌 体的粘结破坏主要是由于砌体自身强度不足而引起沿粘结面剪切破坏后形成的剥离破坏;加载端部测点应 变随着荷载的增加成线性增长．随测点与加载端的距离增加,拉拔力与纤维布应变关系曲线,前期刚度变 大,而后期刚度变小;CFRP试件拉拔力极限值大于GFRP试件,砂浆强度对GFRP试件拉拔力与纤维布应变 关系曲线影响较小,砂浆强度低的试件应变大;本试验条件下纤维布与砌体的有效粘结长度90 mm．     

含水率对砖砌体抗剪强度的影响

通过含水率对砖砌体抗剪强度影响规律的试验,分别测出不同砖砌体试件整体含水率、砖的含水率和砂浆缝砂浆的含水率与抗剪强度之间的关系,得到砖砌体试件随浸泡时间含水率的变化规律,给出了考虑含水率的砖砌体抗剪强度计算公式.通过试验可以看出,含水率对砖砌体抗剪强度有着重要影响,有关规范中应予以考虑.     

自嵌固生土砖砌体剪压复合受力试验研究

为了研究自嵌固生土砖砌体嵌固部位在剪压复合作用下的承载能力,在考虑其承受不同上部竖向荷载的情况下对18个自嵌固生土砖砌体试件进行了剪压复合受力试验,探究其受力性能、破坏机理及剪压相关性.试验表明砖体间咬合嵌固可起到销栓作用,表现出较好的抗剪能力.分析总结了砌体剪切、剪压和斜压三类破坏形态产生的主因,提出了自嵌固生土砖砌体剪压复合受力下砌体的抗剪强度计算公式,并与传统主拉应力破坏理论中砌体抗剪强度计算方法进行了对比,发现主拉应力破坏理论计算出的砌体抗剪承载力安全可靠,但较为保守.研究可为自嵌固生土砖砌体力学性能的进一步研究及设计应用提供试验成果及理论依据.