本文關(guān)鍵詞：力學(xué)進(jìn)展雜志，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

摘要:

本文通過抗壓試驗(yàn)和抗折試驗(yàn)，研究了新型生土空心砌塊的力學(xué)性能，得到了生土砌塊的抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度以及變異系數(shù)，并記錄了各試驗(yàn)的破壞現(xiàn)象。試驗(yàn)結(jié)果表明該種生土空心砌塊的強(qiáng)度等級接近MU5.0，基本能夠滿足單層農(nóng)房的建設(shè)需求。

關(guān)鍵詞:

生土空心砌塊；抗壓試驗(yàn)；抗折試驗(yàn)；強(qiáng)度等級

近年來，隨著環(huán)境問題不斷惡化，資源的消耗量成指數(shù)級的增長，促使人們越來越關(guān)注新能源、低碳等新的生產(chǎn)生活方式。傳統(tǒng)的建筑砌塊制作需要消耗大量的水泥，而水泥的生產(chǎn)不僅會浪費(fèi)大量的資源，排放的廢氣也會對空氣造成嚴(yán)重污染［1］。生土作為大自然現(xiàn)成的材料，如果可以制成砌塊，且能達(dá)到建筑使用需要的基本的強(qiáng)度，且砌塊服務(wù)退役后可以直接被大自然所分解，又重新回歸到大自然，應(yīng)用前景良好。但是生土砌塊作為新興建筑材料，尚處于推廣使用階段，工作當(dāng)中受力情況，耐久性，抗震性能都有待于深一步的研究，，國內(nèi)外學(xué)者對土坯，土坯墻的研究較多，對生土小型空心砌塊的研究，寥寥無幾［2］。本文采用的生土小型空心砌塊，由天津市裕川建筑材料制品有限公司采用擠壓成型的方法制作。砌塊的高寬長分別為390mm×190mm×190mm，空心率為26.7%，為推廣該新型砌塊，對生土小型空心砌塊的抗壓、抗折強(qiáng)度進(jìn)行研究，并且考察了破壞過程的裂縫開展情況，以及最后的破壞形態(tài)并與規(guī)范相對比確定砌塊所屬等級，在應(yīng)用中提出可供參考的合理化建議。

1生土砌塊抗壓性能的實(shí)驗(yàn)研究

1．1抗壓實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)擬將砌塊分為6個(gè)組別，一個(gè)組別5個(gè)砌塊，試塊參照《混凝土砌塊和磚試驗(yàn)方法》(GBT4111－2013)的方法處理，量測每個(gè)試件的長寬高，求出各個(gè)方向的平均值，精確值1mm，將試件放到承壓板上，由于結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室壓力機(jī)壓板小，實(shí)驗(yàn)擬在試塊上表面放置墊板，保證試塊中心與壓力機(jī)中心重合，試驗(yàn)機(jī)加載應(yīng)均勻平穩(wěn)，不應(yīng)發(fā)生沖擊或震動，加荷速度宜4kN/s—6kN/s為宜。

1．2抗壓試驗(yàn)現(xiàn)象試件的破壞過程大致可以分為三個(gè)階段。第一階段為第一條裂縫出現(xiàn)前的受壓階段，此階段為彈性受壓階段，在試驗(yàn)力位移圖上對應(yīng)曲線的直線段，此階段裂縫很細(xì)，甚至看不到，一般出現(xiàn)在砌塊的棱邊，第二階段為砌塊的彈塑性受壓階段，在試驗(yàn)力位移圖上對應(yīng)曲線的平滑上升段，砌塊產(chǎn)生了不可恢復(fù)的變形，有豎向貫通的裂縫出現(xiàn)在砌塊的邊沿。第三階段為塑形變形階段，試驗(yàn)力不在增長，位移反而在增加，對應(yīng)試驗(yàn)力位移曲線下降段，在砌塊的中部出現(xiàn)橫向的貫通裂縫并有砌塊表面的生土開始掉落，失穩(wěn)，破壞呈明顯的脆性特征。試塊典型的破壞形態(tài)如圖1所示。

1．3抗壓實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析由《混凝土砌塊和磚試驗(yàn)方法》(GBT4111－2013)規(guī)定，試件的抗壓強(qiáng)度計(jì)算公式為:;式中:f為試件的抗壓強(qiáng)度，P為最大破壞荷載，L和B為分別為承壓面長度和寬度。按式(1)計(jì)算的結(jié)果見表1。所有試件抗壓強(qiáng)度的平均值為4.15MPa，方差為0.52，標(biāo)準(zhǔn)差為0.72，變異系數(shù)為17.57%。計(jì)算結(jié)果的變異系數(shù)不大，離散性能保證砌塊等級的確定，很顯然此類生土砌塊的等級，達(dá)不到建筑所要求的最低抗壓強(qiáng)度等級MU5，所以需要重新調(diào)配，砌塊各組分的比例，以滿足工程需要的強(qiáng)度。

2生土砌塊抗折性能的實(shí)驗(yàn)研究

2．1抗折實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)擬將砌塊分為6個(gè)組別，一個(gè)組別5個(gè)砌塊，試塊參照《混凝土砌塊和磚試驗(yàn)方法》(GBT4111－2013)的方法處理，量測每個(gè)試件的長寬高，求出各個(gè)方向的平均值，精確值1mm在試件的上表面畫出中心線，試件的底面畫出L/2的位置，L為時(shí)間的長減去一個(gè)肋厚的長度。將試件放到材料試驗(yàn)機(jī)承壓板上，使砌塊中心與壓力機(jī)中心重合，在試件上部中心線放置一根鋼棒，在試件底部對準(zhǔn)底部支座線放置兩根鋼棒，預(yù)加載至顯示讀書位置，保證鋼棒在正確位置，以(250±50)N/s速度加載直至事件破壞。記錄最大荷載。

2．2抗壓試驗(yàn)現(xiàn)象試件的破壞成脆性破壞的特征，從加載曲線看隨著位移的不斷增長，力不斷上升，直至試件破壞，曲線停止增長，從試件破壞情況(圖2)看，試件從中間部位斷裂，四周圍沒有明顯的裂縫，從試件的破壞特征看，大多數(shù)破壞面成斜面，很少成豎直面狀，這跟砌塊本身材料的不連續(xù)性，不均勻性，各向不同性造成的。

2．3抗壓實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析由《混凝土砌塊和磚試驗(yàn)方法》(GBT4111－2013)規(guī)定，試件的抗折強(qiáng)度計(jì)算公式。所有試件抗折強(qiáng)度的平均值為0.58MPa，方差為0.05，標(biāo)準(zhǔn)差為0.22，變異系數(shù)為38.09%。計(jì)算結(jié)果的變異系數(shù)偏大，分析原因是由于底部兩根鋼棒的間距，有一點(diǎn)變動就會對實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生很大的影響。

3結(jié)論及建議

從生土砌塊的受壓、破壞情況以及最后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，生土砌塊不但在節(jié)約能源，環(huán)境保護(hù)等方面有優(yōu)勢。其力學(xué)性能與MU5.0級混凝土空心砌塊接近，基本滿足單層農(nóng)房建設(shè)要求。為了在高烈度區(qū)推廣該種砌塊，應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化生土空心砌塊的成型工藝以提高其強(qiáng)度指標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

［1］郝彤，董麗．再生混凝土空心砌塊砌體基本力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)研究［J］．建筑結(jié)構(gòu)，2013，43(2):576－580．

［2］郭樟根，孫偉民等．再生混凝土小型空心砌塊砌體抗剪性能實(shí)驗(yàn)［J］．南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，32(5):12－15．

［3］丁帥，孫偉民等．再生混凝土小型空心砌塊砌體基本力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)［J］．新型建筑材料，2010，38(3):38－40．

［4］陳忠范，劉文坤．再生混凝土砌塊砌體基本力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)［J］．地震工程與工程振動，2014，3，(43):133－140．

［5］胡縱華．再生混凝土空心砌塊砌體基本力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)研究［D］．福建:華僑大學(xué)，2011．

作者：墨景 楊新磊 單位：天津城建大學(xué)土木工程學(xué)院 天津市土木建筑結(jié)構(gòu)防護(hù)與加固重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

  本文關(guān)鍵詞：力學(xué)進(jìn)展雜志，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。