轻质混凝土型块填充板的力学性能研究.pdf
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1、2 0 1 1 年 第 6期 (总 第 2 6 0 期 ) Nu mb e r 6i n2 01 l ( To t a 1 No2 6 0) 混 凝 土 Co nc r e t e 混凝土制品 CoNCRETE PR0DUCTS d o i : 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 1 0 6 0 3 8 轻质混凝土型块填充板的力学性能研究 张大英 ,王录 民 1 , 2 ,许启铿 ,余汉华 ( 1 合肥工业大学 土木与水利工程学院 ,安徽 合肥 2 3 0 0 0 9 ;2 河南工业大学 土木建筑学院 ,河南 郑州 4 5 0 0 5 2 ) 摘
2、要 : 将废旧聚苯乙烯泡沫塑料粉碎成 5 n l m左右大小 的颗粒 , 用少量水泥 和胶结剂黏结制作成外形为 圆环体 的轻质混凝土型块 , 填 充在现浇板的中性轴部位替换掉普通混凝土形成的新型轻质混凝土型块填充板 , 大大减轻了楼板 自重 , 节约了混凝土用量 , 降低 了工程造 价。 通过对轻质混凝土型块填充板的现场加载试验 , 得到了楼板内钢筋的荷载一 应变曲线 , 由分析可知 , 在与同样大小的实心板配筋相 同的 情况下, 轻质混凝土型块填充板的承载力并没有降低, 具有很好的力学性能, 满足工程应用。 关键词 : 轻质混凝土型块 ;废 旧聚苯乙烯 ;力学性能 中图分类号: T U5 2
3、 8 7 文献标 志码 : A 文章编号 : 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 1 ) O 6 一 O 1 2 2 一 O 3 M e c ha ni c a l pr ope r t y s t ud y of t he s l ab wi t h l i ght we i gh t co nc r e t e- bl oc k s Z HA NGD a - y i n g , WANGL u min1 ,2 , XUQ i - k e n g 。 , Y UHa n h u a (1 S h o ol o f Ci v i l E n g i n e e r i n g, H
4、e f e i Un i v e r s i t y o f Te c h n o l o g y, He f e i 2 3 0 0 0 9, Ch i n a; 2 S h o o l o f Ci v i l E n g i n e e r in g a n d Ar c h i t e c t u r e , H e n a nUn i v e r s i t yo f T e c h n o l o g y , Z h e n g z h o u4 5 0 0 5 2 , C h i n a ) Ab s t r a c t : Di s us e d e x pa nd e d p
5、 olys t y r e n e f o a m p l a s t i c s wh i c h a r e b r o k e n i n t o g r a n u l e 5 mm i n d i a me t e r , a r e mi x e d wi t h a l i t t l e of c e me n t a n d c e me n t i n g a g e n t t o b e ma d e i n t o l i g htwe i g h t c o n c r e t e bl o c k s Th e s e b l o c k s a r e f i
6、l l e d i n t h e ne u t r a l a x i s l o c a t i o n o f c a s t i n s i t u s l a b s t o b e s ub s t i tut - e d fo r c o n c r e t e t O c o ns t r u c t a n e w k i n d o f s l a b wi t h l i g ht we i g h t c o n c r e t e b l o c k s Ac c o r d i n g l y, we i g h t i s r e d u c e d g r e
7、a t l y, c o n c r e t e i s s a v e d, a n d c o s t i s l o we r e d e n o r mo u s l y T h r o u g h t h e p r a c t i c a l e x p e r i me n t a l s t ud y o ft h e s l a b wi t h l i g h t we i g h t c o n c r e t e bl o c k s u n d e r d e a d l o a d, l o a d s tra i n c u r v e s o f s t e e
8、 l i n c o n c r e t e are g i v e nCo n s e q u e n t l y, i t i s f o u n d t h a t t h e b e a r i n g c a p a c i ty o f t h e s l a b wi t h l i g h t we i g h t c o n c r e t e b l o c k s i s n o t we a k e n d c o mp a r e d wi t ht h e t e g e n e r a l s o l i d s l a b wi t h e q u i v a
9、l e n t r e i n f o r c e me n t Th e r e f o r e t h e s l a b wi m l i g h t we i g ht c o n c r e t e bl o c k s are t e s t i fie d t o b e o f g o o d m e c h a n i c a l p r o p e r t y t o s a ri s f y t h e n e e d o f c i v i l e n g i n e e fin g Ke y w or d s: l i g h twe i g h t c o n c
10、r e t e b l o c k s ; d i s u s e d e x p a n d e d p o l y s tyr e n e; m e c ha n i c a l p r o p e r t y 0 引言 废旧聚苯 乙烯泡沫塑料( 以下简称 E P S ) 具有质轻 、 良好 的 保温隔热性、 较强的化学稳定性和水稳定性 、 良好的力学性能 且施工方便等优点, 被广泛应用于土木工程的各个领域。 2 0 0 3年, 李崇景等利用大量废弃的泡沫塑料生产保温砌筑砂浆, 并通过 试验研究了其保温性 和抗压 强度 I” 。 2 0 0 7年 , 颜雪洲 、 姚谦峰通 过泡沫混凝土受压
11、全过程试验 , 并与加气混凝土相比较 , 给出 了泡沫混凝土受压应力一 应变全曲线方程【 2 。 2 0 0 7年, 王录民、 张献兵等将 E P S作为粮仓钢筋混凝土现浇楼板的填充置换材 料 , 并进行了理论分析和试 验研究 。 本研究将 E P S 破碎成小颗粒后用水泥浆和胶结剂黏结并 使其成型填充在建筑楼板中以置换掉部分混凝土, 从而减轻楼 板 白重。 基于轴压试验研究的 E P S混凝土力学特性H, 结合双向 板的受力性能 , 将 E P S混凝土制成中心对称的轻质混凝土型块 , 按照一定的布置规则将轻质混凝土型块安放在钢筋混凝土现 浇楼板的中性轴部位 , 得到一种新型轻质混凝 土型块
12、填充板。 1 轻质混凝土型块的设计 与布置 1 1 轻 质混 凝土型 块 的设 计 根据楼板的厚度, 并考虑板顶板底钢筋及保护层厚度 , 设计 收稿 日期 :2 0 1 0 - 1 2 3 l 基金项 目:河南省杰 出人才计划项 目( 0 8 4 2 0 0 4 1 0 0 0 1 ) l 22 好轻质混凝土型块 的截面直径 , 在保证轻质混凝土型块 成型效 果良好、 不易断裂和破损的条件下, 确定其内径和外经的大小。 因此 , 不同厚度的楼板, 可以制作出不同大小的轻质混凝土型 块以满足使用要求。 一般轻质混凝土型块的厚度 日= ( h - 7 0 ) m m ( h为楼板 厚度 ) , 外
13、径 ( 直径 ) 宜取 3 0 0 6 0 0 I T ff n , 内径 ( 直径 ) 宜 取 1 0 0 2 0 0 mn l , 以利于楼板在轻质混凝土型块范围内的局部受 压和浇筑 的密实性 。 详 细的制作过程参见文献 4 】 。 现场试验中, 轻质混凝土型块填充板的厚度设计为 1 6 0 m n l , 轻质混凝土型块的大小为: 外径( 直径) 3 5 0 m i l l , 内径( 直径) 1 5 0 mm, 截面直径为 1 0 0 mm。 图 1 给 出了轻质混凝土型块 的尺寸 。 1 2 轻质混 凝 土型块 的布 置 轻质混凝土型块的布置首先应尽量提高现浇楼板内混凝 土的置换率
14、, 提高经济效益, 更重要的是应尽量减少对承载力 和变 形的不利影 响 , 满 足轻质混凝 土型块填充板 的使用要求 。 轻质混凝土型块不但可以像现浇空心板的细长管材填充材料 一 样布置在单向板中起到降低 自重的作用, 更因其本身中心对 称 的外形 , 布置在现浇 双向板 中比细长管材更具 有优势 , 因为 它使得板在两个方向被削弱的刚度大致相同, 使双向板每个方 向都能很好的发挥 自己的承载力。 试验中, 现浇 5 4 mx 3 6 IT I 的双向板。 布置时轻质混凝土型块 图 1 轻质混凝土型块 尺寸( 单位 : mm) 距梁柱边应大于 l 5 0 mm, 以满足抗剪要求 ; 轻质混凝土
15、型块之问 的孔隙宜取 l O 0 2 0 0 mm, 均匀布满整个楼面。 当负筋的弯钩与轻 质混凝土型块相抵触时, 不得将轻质混凝土型块钻孑 L 或锯断 , 需要 调整轻质混凝土型块之间的孑 L 隙以错开负筋弯钩。 图 2 给出了试 验楼板中轻质混凝土型块为了错开负筋的弯钩, 横向留有 3 0 0 mm 宽孑 L 隙的平面图。 轻质混凝土型块在现浇板中摆放好后需要用细 铁丝将其环绕绑扎在板底钢筋上 细铁丝末端要固定牢固, 这样一 方面保证了轻质混凝土型块放置的横平竖直 , 另一方面克服了混 凝土对其产生的浮力。 网 3 给出了轻质混凝土型块 的绑扎方式。 200 450 650 5 x 45
16、0=2 2 50 65 0 45 0 200 O 图 2 轻质混凝土型块在现浇板中的布置( 单位 : mm) 图 3 轻 质混凝土型块 用细铁丝扎 2 轻质混凝土型块填充板的设计与应变测点 布置 2 1 配筋及荷裁的计算 利用配筋计算软件计算与轻质混凝土型块填充板同样大 小的实心板的配筋 , 对轻质混凝 土型块填充板采用相同的配筋 量和配筋方式 。 通过加载测试轻质混凝土型块填充板的承载能 力 , 并以此判定它的力学性能。 由= 轻质混凝 土型块 的密度 仅为 1 8 0 k g m , 比普通混凝 土密度 2 5 0 0 k g m 低很多, 且它放置在板的中性轴部位, 因此 在计算时可以将
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