專利名稱：一種高延性磚柱的制作方法
一種高延性磚柱技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于土木工程技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種高延性磚柱。
背景技術(shù)：
目前，磚砌體結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于我國的工業(yè)與民用建筑領(lǐng)域，但由于磚砌體材料的脆性性質(zhì)，其抗拉、抗剪和抗彎強(qiáng)度都較低且自重較大，極不利于結(jié)構(gòu)抗震。
磚柱是磚砌體結(jié)構(gòu)中最重要的承重構(gòu)件之一，承受樓蓋和梁傳來的豎向荷載，同時(shí)還承擔(dān)部分或全部水平荷載，其抗震性能對砌體結(jié)構(gòu)的安全性有較大影響。由于建筑物抗震設(shè)防要求提高、使用功能改變以及結(jié)構(gòu)腐蝕受損等原因，均可能導(dǎo)致磚柱的承載力不滿足要求。綜上，現(xiàn)有的普通磚柱具有易脆性、強(qiáng)度低、延性和抗震性能差的缺點(diǎn)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于提供一種不易發(fā)生脆性破壞且延性和抗震性能好的高延性磚柱。
為此，本發(fā)明提供的高延性磚柱包括磚柱，該磚柱的砌筑砂漿為高延性砂漿，該高延性砂漿的組分為水泥、粉煤灰、硅灰、砂、PVA纖維和水，其中，按質(zhì)量百分比計(jì)，水泥粉煤灰硅灰砂水=1 0. 9 0. I 0. 76 0. 58 ;以水泥、粉煤灰、硅灰、砂和水混合均勻后的總體積為基數(shù)，PVA纖維的體積摻量為I. 5%。
優(yōu)選的，上述水泥為P. O. 52. 5R硅酸鹽水泥；粉煤灰為I級粉煤灰；硅灰的燒失量小于6%、二氧化娃含量大于85%、比表面積大于15000m2/kg ;砂的最大粒徑為I. 26mm ;PVA纖維的長度為6 12mm、直徑為26 μ m以上、抗拉強(qiáng)度為1200MPa以上、彈性模量為30GPa以上。
優(yōu)選的，上述高延性砂漿中添加有減水率為30%以上的聚羧酸減水劑，且減水劑的添加量為粉煤灰、硅灰和水泥總質(zhì)量的O. 8%。
優(yōu)選的，上述高延性砂漿的制備方法為將水泥、硅灰、粉煤灰和砂干拌均勻后加入減水劑和80 %的水?dāng)嚢杈鶆颍恢笤偌尤隤VA纖維攪拌均勻后加入剩余20 %的水?dāng)嚢杈鶆蚣吹酶哐有陨皾{。
本發(fā)明高延性磚柱所使用的砌筑砂漿是以高延性砂漿為原材料，該砂漿具有高強(qiáng)度和聞朝性的特點(diǎn)，可提聞砂楽■的強(qiáng)度和變形能力，進(jìn)而提聞磚柱的承載力、延性和抗震性倉泛。
與現(xiàn)有的磚柱相比，本發(fā)明的高延性磚柱具有如下的特點(diǎn)
(I)本發(fā)明采用的高延性砂漿抗壓強(qiáng)度可達(dá)到60MPa以上，極限拉應(yīng)變可達(dá)到普通砂漿的100倍以上，具有類似鋼材的塑性變形能力，與磚砌體之間有良好的粘結(jié)性能，是一種具有聞強(qiáng)度、聞延性、聞耐久性和聞耐損傷能力的生態(tài)建筑材料，可有效提聞砂楽■的強(qiáng)度和變形性能，進(jìn)一步提高磚柱的承載力、延性和抗震性能。
(2)本發(fā)明的高延性磚柱的變形及耗能能力有顯著提高，同時(shí)增強(qiáng)了砌塊間的粘結(jié)，能夠大幅度提高磚砌體結(jié)構(gòu)的抗震性能，且制作工藝簡單。
以下結(jié)合附圖
和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
圖I是本發(fā)明實(shí)施例I高延性磚柱的結(jié)構(gòu)示意圖中各代碼表示1-高延性砂漿、2-實(shí)心磚。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例I :
如圖I所示，本實(shí)施例中，本實(shí)例中的磚柱的截面尺寸為370mmX370mm，柱高3.9m,砌塊米用實(shí)心磚,尺寸為240mmX 115mmX53mm。該磚柱米用高延性砂衆(zhòng)砌筑,砂衆(zhòng)厚度為7mm。
遵循本發(fā)明的技術(shù)方案，該實(shí)施例的高延性砂漿的組分為水泥、粉煤灰、硅灰、 砂、PVA纖維和水，其中，按質(zhì)量百分比計(jì)，水泥粉煤灰硅灰砂水=1 0. 9 0. I 0. 76 O.58 ;以水泥、粉煤灰、硅灰、砂和水混合均勻后的總體積為基數(shù)，PVA纖維(聚乙烯醇纖維) 的體積摻量為I. 5% ;所用水泥為P. O. 52. 5R娃酸鹽水泥,粉煤灰為I級粉煤灰,娃灰的燒失量為5%、二氧化硅含量為88%、比表面積為18000m2/kg，砂的最大粒徑為I. 26mm ;PVA纖維為上海羅洋科技有限公司生產(chǎn)的PA600纖維，長度為8mm、直徑為26 μ m、抗拉強(qiáng)度為1200MPa、 彈性模量為30GPa，該實(shí)施例的高延性砂漿中添加有江蘇博特新材料有限公司的PGVi -I聚羧酸高性能減水劑，減水劑的添加量為粉煤灰、水泥和硅灰總重量的O. 8%。
該實(shí)施例的高延性砂漿的制備方法為首先將水泥、硅灰、粉煤灰和砂倒入強(qiáng)制式攪拌機(jī)中干拌2 3分鐘；再加入減水劑和80%的水，攪拌2分鐘；然后加入PVA纖維再攪拌2分鐘后加入剩余20%的水，攪拌2分鐘。
以下是發(fā)明人提供的關(guān)于本實(shí)施例的高延性砂漿的力學(xué)性能試驗(yàn)及其結(jié)果。
(I)采用70. 7mmX70. 7mmX70. 7mm的標(biāo)準(zhǔn)試模制作立方體試塊，按標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)方法養(yǎng)護(hù)60天，進(jìn)行立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明高延性砂漿試塊抗壓強(qiáng)度平均值為 65MPa，試塊達(dá)到峰值荷載后卸載再進(jìn)行第二次加載，殘余抗壓強(qiáng)度可達(dá)到峰值荷載的80%， 試塊破壞過程具有明顯抗壓韌性。
(2)采用40mmX40mmX 160mm的標(biāo)準(zhǔn)試模制作棱柱體抗彎試件,按標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)方法養(yǎng)護(hù)60天，進(jìn)行抗彎性能試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明高延性砂漿試件的初裂強(qiáng)度為4. 8MPa，試件開裂以后承載力繼續(xù)提高，極限強(qiáng)度為10. IMPa，達(dá)到峰值荷載后承載力下降緩慢，按照 ASTM C1018法計(jì)算所得的彎曲韌性系數(shù)其彎曲韌性I5、I1Q、I2Q、I3Q分別為6. 2、14. 5,33. O、 50. 6，表明具有很高的彎曲韌性。
(3)采用50mmX 15mmX350mm的試模制作拉伸試塊，按標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)方法養(yǎng)護(hù)60天， 進(jìn)行直接拉伸試驗(yàn)。結(jié)果表明高延性砂漿試件單軸抗拉強(qiáng)度平均值為3. 6MPa，極限拉應(yīng)變可達(dá)到I. 2%，試件開裂以后承載力基本保持不變，具有良好的抗拉韌性，破壞過程中出現(xiàn) 10余條裂縫。
以上試驗(yàn)表明，高延性砂漿的極限拉應(yīng)變遠(yuǎn)高于《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50003中普通砂漿的極限拉應(yīng)變，高延性砂漿受壓、受拉、受彎破壞時(shí)均具有較高的韌性，其破壞特征與普通砂漿發(fā)生脆性破壞具有明顯不同。
該實(shí)施例的高延性砂漿的上述力學(xué)特性表明，采用高延性砂漿制成的砂漿強(qiáng)度高、變形能力好，不易發(fā)生脆性破壞。用它砌筑磚柱，可顯著提高磚柱的承載力、延性和抗震性能。
本發(fā)明的高延性磚柱可用于中小學(xué)教學(xué)樓磚柱、單層廠房承重磚柱、中小學(xué)教學(xué)樓構(gòu)造柱等。
權(quán)利要求
1.一種高延性磚柱，包括磚柱，其特征在于，該磚柱的砌筑砂漿為高延性砂漿，所述高延性砂漿的組分為水泥、粉煤灰、硅灰、砂、PVA纖維和水，其中，按質(zhì)量百分比計(jì)，水泥粉煤灰硅灰砂水=1 0. 9 0. I 0. 76 0. 58 ;以水泥、粉煤灰、硅灰、砂和水混合均勻后的總體積為基數(shù)，PVA纖維的體積摻量為I. 5%。
2.如權(quán)利要求I所述的高延性磚柱，其特征在于，所述水泥為P.O. 52. 5R硅酸鹽水泥； 所述粉煤灰為I級粉煤灰；所述娃灰的燒失量小于6%、二氧化娃含量大于85%、比表面積大于15000m2/kg ;所述砂的最大粒徑為I. 26mm ;所述PVA纖維的長度為6 12mm、直徑為 26 μ m以上、抗拉強(qiáng)度為1200MPa以上、彈性模量為30GPa以上。
3.如權(quán)利要求I所述的高延性磚柱，其特征在于，所述高延性砂漿中添加有減水率在 30%以上的聚羧酸減水劑，且減水劑的添加量為粉煤灰、硅灰和水泥總重量的O. 8%。
4.如權(quán)利要求3所述的高延性磚柱，其特征在于，所述高延性砂漿的制備方法為將水泥、硅灰、粉煤灰和砂干拌均勻后加入減水劑和80%的水?dāng)嚢杈鶆颍恢笤偌尤隤VA纖維攪拌均勻后加入剩余20%的水?dāng)嚢杈鶆蚣吹酶哐有陨皾{。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高延性磚柱，以解決現(xiàn)有磚柱存在的易脆性、承載力低和抗震性能差的問題。本發(fā)明的高延性磚柱的砌筑砂漿為高延性砂漿，所述高延性砂漿的組分為水泥、粉煤灰、硅灰、砂、PVA纖維和水。本發(fā)明的高延性磚柱的抗震性能顯著優(yōu)于普通磚柱，該高延性磚柱的強(qiáng)度高、延性好，同時(shí)高延性砂漿對磚塊的破壞能起到約束作用，防止磚柱發(fā)生脆性破壞，可大幅度提高磚砌體結(jié)構(gòu)的耗能能力。
文檔編號C04B28/04GK102936118SQ201210435020
公開日2013年2月20日 申請日期2012年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月4日
發(fā)明者梁興文, 鄧明科, 代潔 申請人:西安建筑科技大學(xué)