蒸压粉煤灰砖砌体及其施工

来源 :中国循环经济·资源综合利用 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jay1222
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  一、蒸压粉煤灰砖砌体的技术特性
  蒸压粉煤灰砖是以粉煤灰、石灰为主要原料,掺加适量石膏和集料,经坯料制备、压制成型、高压蒸汽养护而成的实心砖,规格与传统的标准砖相同,为240毫米×115毫米×53毫米。强度等级为MU25、MU20、MUl5和MU10。
  由于蒸压粉煤灰砖是硅酸盐类非烧结砖材,其特性与传统标准砖相比有很大的不同。有关试验研究数据显示,蒸压粉煤灰砖砌体的抗压强度相当或略高于同等烧结普通砖砌体的抗压强度;抗剪强度较同等烧结普通砖砌体的抗剪强度有较大降低,约为0.7倍;线膨胀系数约为烧结黏土砖砌体的1.6倍;收缩率约为烧结黏土砖砌体的2倍。由此可见,如何采取有效的抗震措施以及防止或减轻墙体开裂措施,是能否大面积推广蒸压粉煤灰砖的关键问题。
  当施工质量控制等级为8级时,龄期为28天的以毛截面计算的蒸压粉煤灰砖砌体抗压强度设计值见表l;轴心抗拉强度设计值、弯曲抗拉强度设计值和抗剪强度设计值见表2;弹性模量、线膨胀系数、收缩率见表3;剪变模量按弹性模量的0.4倍采用。蒸压粉煤灰砖不得用于长期受热200℃以上、受急冷急热和有酸性介质侵蚀的建筑部位。
  二、蒸压粉煤灰砖砌体结构的抗震措施
   1. 层数和高度
  多层砖房的抗震能力,除依赖于横墙间距、砖和砂浆强度等级、结构的整体性和施工质量等因素外,还与房屋的层数和总高度有直接的联系。历次地震的宏观调查资料表明,2、3层砖建筑在不同烈度区的震害比4、5层的震害轻得多,6层及6层以上砖房在地震时震害明显加重,倒塌的百分率亦高得多。因此,基于砌体材料的脆性性质和震害经验,限制其层数和高度是主要的抗震措施。
  由于蒸压粉煤灰砖砌体抗剪强度较烧结黏土砖低,《建筑抗震设计规范》(GB5001l-2001)第7.1.1条附注2规定:6、7度时采用蒸压粉煤灰砖砌体的房屋,当砌体的抗剪强度不低于黏土砖砌体的70%时,房屋的 层数应比黏土砖房屋减少1层,高度应减少3米。且钢筋混凝土构造柱应按增加l层的层数所对应的黏土砖房屋设置,其他要求可按黏土砖房屋的相应规定执行。
  一般情况下,多层砖砌体房屋的层数和总高度限值为:6度区限7层21米,7度区限6层18米;底部框架一抗震墙房屋:6度区限7层22米,7度区限6层19米。医院、教学楼等及横墙较少的房屋,其总高度限值还应再降低3米,层数相应减少1层。
  砌体承重房屋的层高不宜超过3米、不应超过3.6米;底部框架一抗震墙房屋底部的层高不应超过4.5米。
  多层砌体房屋总高度与总宽度的比值,6、7度区不宜大于2.5,计算单面走廊房屋总宽度时不包括走廊宽度。
  表1 抗压强度设计值
  


  表2 轴心抗拉强度、弯曲抗拉强度、抗剪强度设计值
  


  表3 弹性模量、线膨胀系数、收缩率
  


  表4 构造柱设置部位要求
  


   2. 结构体系
  由于纵墙承重的结构布置方案在横向支承较少,纵墙较易受弯曲破坏而导致倒塌,因此应优先采用横墙承重或纵、横墙共同承重的结构体系。
  纵、横墙的布置宜均匀对称,沿平面内宜对齐,沿竖向应上下连续。同一轴线上的窗间墙宽度宜均匀,使各墙垛受力基本相同,避免薄弱部位的破坏。
  楼梯间墙体由于缺少各层楼板的侧向支承,尤其是楼梯间顶层,墙体有一层半楼层的高度,震害加重。因此楼梯间不宜布置在房屋的尽端和转角处。
   3. 抗震验算
  由于砌体房屋层数不多,刚度沿高度分布一般比较均匀,并且以剪切变形为主,因此可采用底部剪力法进行计算。对于底部框架一抗震墙房屋,属于上刚下柔结构,层数不多,仍可采用底部剪力法简化计算,但需进行地震作用效应调整。抗震设计时一 般只需对纵、横向的不利墙段进行截面验算。不利墙段包括承担地震作用较大的墙段、竖向压应力较小的墙段和局部截面较小的墙段。
   4. 抗震构造措施
  (1)构造柱
  钢筋混凝土构造柱在多层砖砌体结构中的作用,主要是与圈梁共同对墙体产生约束,提高墙体的抗变形能力和抗倒塌能力,是提高砌体结构房屋抗震能力的有效措施。
  一般情况下,构造柱设置部位应符合表4要求。教学楼、医院等横墙较少的房屋以及外廊式和单面走廊式的多层房屋,应按房屋增加I层后的层数要求设置构造柱,且单面走廊两侧的纵墙均按外墙处理。当教学楼、医院等横墙较少的房屋为外廊式或单面走廊式时,对6度区不超过4层、7度区不超过3层的,按增加2层后的层数对待,其余按增加1层后的层数对待。
  构造柱最小截面可采用240毫米×l80毫米,一般宜采用240毫米×240毫米,纵向钢筋宜采用4Φ12,箍筋宜采用Φ6,间距不宜大于250毫米,且在每层柱上、下端适当加密。
  构造柱与墙体连接处应砌成马牙槎,并沿墙高每隔500毫米设2Φ6拉结钢筋。每边伸人墙内不宜小于l米。
  构造柱与圈梁连接处,构造柱纵筋应从圈梁纵筋内侧穿过,保证构造柱纵筋上下贯通并受圈梁纵筋的约束。
  (2)圈梁
  设置圈梁能增强砌体房屋的整体性,提高房屋的抗震能力,是抗震的有效措施。6、7度时圈梁的设置部位一般为每层楼盖处及屋盖处所有外墙和内纵墙,以及构造柱对应部位,且应层层设置。内横墙在楼盖处的,圈梁间距不应大于15米,在屋盖处的,圈梁间距不应大于7米,圈梁应闭合,遇有洞口,圈梁应上下搭接,圈梁截面尺寸不应小于240毫米×l80毫米,配筋一般为纵筋4Φ12、箍筋Φ6×200。
  (3)楼盖、屋盖
  为加强多层砖房的整体性,宜采用现浇钢筋混凝土楼、屋面板。
  (4)楼梯间
  顶层楼梯间横墙和外墙应沿墙高每隔500毫米设置2Φ6通长钢筋。突出屋顶的楼、电梯间,构造柱应伸到顶部,并与顶部圈梁连接,内外墙交接处应沿墙高每隔500毫米设2Φ6拉结钢筋,且每边伸入墙内不应小于l米。
  三、防止或减轻墙体开裂措施
  引起砌体结构墙体开裂的因素很多,但最为常见的主要是温度裂缝、干缩裂缝以及温度-干缩裂缝。
  鉴于裂缝成因的复杂性,按目前条件和规范所提供的措施,尚难完全避免墙体开裂,根据防裂概念“防”、“放”、“抗”的原则,防止或减轻墙体开裂的主要措施可从以下几方面人手。
  (1)应在墙体中设置伸缩缝。伸缩缝应设在因温度和收缩变形可能引起应力集中、砌体产生裂缝可能性最大的地方。对于现浇钢筋混凝土楼屋盖的粉煤灰砖砌体房屋,当屋面有保温隔热层时,伸缩缝最大间距为40米,当屋面无保温隔热层时,伸缩缝最大间距为32米。
  (2)引入控制缝的概念。实际工程中按上述要求设置的墙体伸缩缝一般不能同时防止由于钢筋混凝土屋盖的温度变形和砌体干缩变形引起的墙体局部裂缝。为此,引入控制缝的概念。它不同于上述的双墙伸缩缝,而是针对高干缩性砌体材料, 把较长的砌体房屋墙体划分为若干个较小的区段,一般不宜超过9米,使干缩、温度变形引起的应力或裂缝减小,达到可以控制的目的,而且对房屋的整体受力性能影响很小,可以满足抗震设防的要求。
  粉煤灰砖墙体的控制缝可如下设置:宜在房屋墙体高度或厚度突变处、门窗洞口的一侧或两侧、房屋阴角处设置;2层以下房屋应沿墙体全高设置,3层以上的房屋可仅在第1、2层和顶层墙体的上述部位设置;控制缝在楼屋盖的圈梁处可不贯通,但在该部位圈梁外侧宜留宽度和深度均为12毫米的槽做成假缝,以控制可能出现的裂缝;控制缝的间距不宜大于9米。控制缝间长度大于6米的墙体宜沿墙高每隔500毫米配置2Φ4通长钢筋网片。落地门窗洞口上缘与同层顶部圈梁下皮之间距离小于600毫米者可视为控制缝。建筑物尽端开问内不宜设置控制缝;控制缝可做成隐式,与墙体的灰缝相一致。控制缝的宽度宜计算确定,且不宜大于12毫米。控制缝应采用弹性密封材料填缝。
  (3)其他措施
  屋面应设置保温、隔热层;屋面保温隔热层或屋面刚性面层及砂浆找平层应设置分隔缝,分隔缝间距不宜大于6米,并与女儿墙隔开。其缝宽不小于30毫米;在钢筋混凝土屋面板与墙体圈梁的接触面处设置水平滑动层,滑动层可采用两层油毡夹滑石粉或橡胶片等。对于长纵墙,可只在其两端的2~3个开问内设置,对于横墙可只在其两端各1/4范围内设置(1为横墙长度);顶层屋面板下设置现浇钢筋混凝土圈梁,并沿内外墙拉通,房屋两端圈梁下的墙体内宜适当设置水平钢筋。顶层挑梁末端下墙体灰缝内设置3道焊接钢筋网片(纵筋不宜少于2Φ4,横筋间距不宜大于200毫米)或2Φ6钢筋。钢筋网片或钢筋应自挑梁末端伸入两边墙体不小于l米;房屋顶层所有墙体内加通长钢筋2Φ4,沿墙高间距500毫米,顶层及女儿墙砂浆强度等级不低于M7.5:女儿墙应设置构造柱,构造柱间距不宜大于4米,构造柱应伸至女儿墙顶并与现浇钢筋混凝土压顶整浇在一起;房屋顶层端部墙体内适当增设构造柱;增大基础圈梁的刚度;当墙体转角处和纵、横墙交接处无构造柱时,宜沿竖向每隔400~500毫米设拉结钢筋,其数量为每20毫米墙厚不少于1Φ6或焊接钢筋网片,埋入长度从墙的转角或交接处算起,每边不小于600毫米;各层门、窗过梁上方的水平灰缝内及窗台下第一和第二道水平灰缝内宜设置焊接钢筋网片或2Φ6钢筋,焊接钢筋网片或钢筋应伸入门、窗两边墙内不少于600毫米;当实体墙长度大于5米时,宜在每层墙高度中部设置2~3道焊接钢筋网片或3Φ6通长水平钢 筋,竖向间距宜为500毫米。
  四、施工要求及措施
  由于蒸压粉煤灰砖的材料特性,砌筑砂浆和砌筑工艺不能完全沿用传统的黏土砖的要求,必须针对蒸压粉煤灰砖提出专门的要求和措施。
  砌筑砂浆应采用大灰膏比或掺有磨细粉煤灰的黏结性较好的混合砂浆。水泥进场使用前应分批对其强度、安定性进行复检。不同品种的水泥不得混合使用。砂浆用砂宜采用中砂,砂中不得含有害杂物,含泥量不应超过5%。拌制混合砂浆用的石灰膏、粉煤灰和磨细生石灰粉应符合以下要求:块状生石灰熟化为石灰膏的熟化时间不得少于7天,当采用磨细生石灰粉时,其熟化时间不得少于2天;不得采用脱水硬化的石灰膏;消石灰粉不得直接用于砂浆中。砌筑砂浆稠度、分层度、试配抗压强度必须同时符合要求。砌筑砂浆的分层度不得大于30毫米。砌筑砂浆应采用机械搅拌。自投料完成算起,搅拌时间应符合下列规定:水泥砂浆和水泥混合砂浆不得少于2分钟;水泥粉煤灰砂浆和掺用外加剂的砂浆不得少于3分钟;掺用有机塑化剂的砂浆应为3~5分钟。砂浆现场拌制时,各组分材料应采用重量计量。砂浆应随拌随用,水泥砂浆和水泥混合砂浆应分别在3小时和4小时内用完;当施工期最高气温30℃时,应分别在拌成后2小时和3小时内用完。对掺用缓凝剂的砂浆,其使用时间可根据具体情况延长。砌筑砂浆的各组分材料均应符合现行有关国家标准和行业标准。凡在砂浆中掺人有机塑化剂、早强剂、缓凝剂、防冻剂等,应经检验和试配符合要求后方可使用。有机塑化剂应有砌体强度的型式检验报告。同一验收批砂浆试块抗压强度平均值必须大于或等于设计强度等级所对应的立方体抗压强度;同一验收批砂浆试块抗压强度的最小一组平均值必须大于或等于设计强度等级所对应的立方体抗压强度的0.75倍。
  蒸压粉煤灰砖用于砌筑施工时产品龄期不应小于28天。砌筑前,应清除砖表面污物,剔除外观质量不合格的砖。砌筑时,砖的含水率宜为8%~12%,严禁使用干砖或表面有浮水的砖。干砖应提前2天浇水湿润,不得随浇随砌。雨天施工,应采取有效的防雨防水措施。严禁粉煤灰砖与其他品种砖在同一楼层内混砌。砖砌体组砌方法应正确,上下错缝,内外搭砌,宜采用一顺一丁(满丁满条)或梅花丁砌筑形式。每日砌筑高度宜控制在1.5米或一步脚手架高度内,240毫米厚承重墙的每层墙最上一皮砖、砖砌体的阶台水平面上及挑出层应整砖丁砌。砖砌体的转角处和交接处应同时砌筑,严禁无可靠措施的内外墙分砌施工。对不能同时砌筑而又必须留置的临时间断处应砌成斜槎。斜槎水平投影长度不应小于高度的2/3。当不能留斜槎时,除转角处外,可留直槎,但直槎必须做成凸槎。留直槎处应加设拉结钢筋,拉结钢筋的数量为每120毫米墙厚放置1Φ6拉结钢筋(115毫米厚墙放置2Φ6托结钢筋),沿墙高间距500毫米。埋入长度从留槎处算起,非抗震区每边均不应小于500毫米,6、7度区每边均不应小于1 000毫米,拉结钢筋末端应有90°弯钩。设置构造柱的墙段应先砌墙后浇混凝土,构造柱与墙体的连接处应砌成马牙槎,马牙槎应先退后进,预留的拉结钢筋应位置正确,施工中不得任意弯折。墙体施工临时间断处补砌时,必须将接槎处表面清理干净,并填实砂浆,保持灰缝平直。砌体灰缝砂浆应饱满,水平灰缝的砂浆饱满度不得低于80%。灰缝应横平竖直,厚薄均匀。水平灰缝厚度宜为10毫米,不应小于8毫米,也不应大于12毫米。设置在砌体水平灰缝内的钢筋应居中置于灰缝中。水平缝厚度应大于钢筋直径4毫米以上。砌体外露面砂浆保护层厚度不应小于15毫米。
   3. 饰面施工
  墙面抹灰前应堵塞墙体孔洞及缝隙,清除基层表面的粉末、污物,并根据季节及砌体干燥程度提前淋水,使砌体表面湿润。
  抹灰砂浆宜用专用抹灰砂浆,也可采用和易性较好的混合砂浆,应分层施工、多遍成活。
  作者单位:徐州市新型建材研究所
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