混凝土柱与转换梁静态破碎试验研究

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城镇密集建筑拆除要求安全、无振动、无噪音、不扰民,以往的拆除存在诸多弊端,如人工拆除工作量巨大、机械拆除噪音扰民、爆破拆除产生地面振动和粉尘。静态破碎技术是将搅拌好的静态破碎剂填充在混凝土预先设置好的孔内,利用静态破碎剂产生的膨胀压应力将混凝土破碎的方法,绿色环保。混凝土转换梁段和柱段是建筑结构中的重要构件,开展混凝土转换梁和柱静态破碎技术研究,具有重要的理论意义和现实意义。为此本文开展了如下几个方面的工作:(1)混凝土转换梁可以采用在顶面垂直向下打孔和在侧面倾斜向下打孔,尔后向孔中灌入静态破碎剂浆体进行破碎拆除。本文通过9个混凝土转换梁段的静态破碎试验,考察了在转换梁段侧面倾斜向下打孔(孔径相同)灌入静态破碎剂浆体进行破碎时,孔间距(梁长度方向的孔距)和孔排距(梁高度方向的孔距)对破碎效果的影响。为提高破碎效果,在梁段侧面水平方向沿孔连线及其延长线切割箍筋,同时在垂直方向沿孔连线及其延长线切割纵筋。提出用试件的体积膨胀率表征破碎效果,体积膨胀率为破碎后裂缝的体积之和与破碎前试件的体积之比。试验结果表明:当孔间距与孔排距之比小于1时,沿梁长度方向的切缝随破碎剂膨胀不断发展,破碎后形成的块体的短边尺寸为孔排距或孔边距(最外部钻孔到试件边缘的距离),方便采用人工或机械方法破碎成更小的块体;当孔间距与孔排距之比大于1时,沿梁高度方向的切缝随破碎剂膨胀不断发展,破碎后形成的块体的短边尺寸为孔间距或孔边距,方便采用人工或机械方法破碎成更小的块体;当孔径和孔排距相同时,孔间距越小,试件从灌入静态破碎剂浆体到开裂的时间越短,试件的体积膨胀率越大,且孔间距与试件的体积膨胀率呈线性关系;当孔径均为40mm,孔间距为300mm,孔排距为350mm~500mm时,试件的体积膨胀率差别较小。(2)为探究成孔方式(在顶面垂直向下打孔和在侧面倾斜向下打孔)和布孔间距对混凝土柱静态破碎效果的影响,开展了3个在柱段顶面成孔并灌入静态破碎剂浆体的静态破碎试验和3个在柱段侧面倾斜向下成孔并灌入静态破碎剂浆体的静态破碎试验。为提高静态破碎效果,在柱段顶面打孔后(孔径相同),沿孔切断柱段四个侧面的箍筋;在柱段一个侧面打孔后(孔径相同),沿孔连线及其延长线切断四个侧面的纵筋。试验结果表明:顶面打孔的柱段,破碎后边部混凝土脱落,形成的块体短边尺寸为孔间距或孔边距;侧面打孔的柱段,破碎后块体的短边尺寸为孔列距(柱段长度方向的孔距)或孔边距;孔径、钻孔数、用药量相同时,混凝土柱段在顶面打孔时的静态破碎效果优于在侧面打孔时的静态破碎效果。
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