專利名稱：一種高延性空心砌塊及其制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于建筑材料技術領域，具體涉及一種材質(zhì)為高延性纖維混凝土的空心砌塊及其制作方法。
背景技術：
空心砌塊是砌體結構的重要組成部分，承擔著部分或全部作用在砌體結構上的荷載，其抗震性能及變形能力對砌體結構的整體性和抗震性能有較大影響。由于現(xiàn)有砌塊的強度相對較低、材料脆性較大及變形能力較差，導致砌體結構在地震作用下承載力迅速下降，使這種較為經(jīng)濟的結構的應用受到限制。由于現(xiàn)行規(guī)范對砌塊砌體結構抗震設防要求提高、使用功能需求增加等原因，均可能導致普通砌塊的承載力、變形能力不滿足要 求。綜上，現(xiàn)有的空心砌塊具有易脆性、抗裂和抗震性能差的缺點。

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)生脆性破壞且受壓承載力及抗震性能好的高延性空心砌塊。為此，本發(fā)明提供的高延性空心砌塊是以高延性纖維混凝土為原材料的空心砌塊。優(yōu)選的，上述空心砌塊的外壁厚大于等于30mm、肋厚大于等于25mm、空心率為25% 50%ο優(yōu)選的，上述高延性纖維混凝土的組分為水泥、粉煤灰、硅灰、砂、PVA纖維和水，其中，按質(zhì)量百分比計，水泥粉煤灰硅灰砂水=1 :0. 9 :0. I :0. 76 :0. 58 ;以水泥、粉煤灰、娃灰、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、抗拉強度為1200MPa以上、彈性模量為30GPa以上。優(yōu)選的，上述高延性纖維混凝土中添加有減水率在30%以上的聚羧酸減水劑，減水劑的添加量為粉煤灰、硅灰和水泥總重量的O. 8%。優(yōu)選的，上述高延性纖維混凝土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%的水攪拌均勻；之后再加入PVA纖維攪拌均勻后加入剩余20%的水攪拌均勻即得高延性纖維混凝土。本發(fā)明的另一目的在于提供一種上述高延性空心砌塊的制作方法，具體制作過程如下步驟一，制備高延性纖維混凝土 ；步驟二，以高延性纖維混凝土為原料，制備空心砌塊試件；步驟三，在標準養(yǎng)護條件下，養(yǎng)護試件使其硬化成型。上述標準養(yǎng)護條件為溫度為(20±3) V，相對濕度>90%，養(yǎng)護齡期為28d。
本發(fā)明的高延性空心砌塊以高延性纖維混凝土為主要原材料，充分利用高延性纖維混凝土的高強度和高韌性，提高了空心砌塊的承載力和延性，同時提高了砌塊砌體結構的抗震性能。與現(xiàn)有的空心砌塊相比，本發(fā)明具有如下的特點(I)本發(fā)明采用的高延性纖維混凝土抗壓強度可達到60MPa以上，極限拉應變可達到普通混凝土的100倍以上，具有類似鋼材的塑性變形能力，與砌塊砌體之間有良好的粘結性能，是一種具有聞強度、聞延性、聞耐久性和聞耐損傷能力的生態(tài)建筑材料。可有效提高砌塊的抗壓承載力和延性，避免砌塊自身發(fā)生脆性破壞。(2)本發(fā)明在顯著提高砌塊力學性能的同時不影響砌塊間的粘結，采用常規(guī)方法就可以滿足所需的粘結強度，且制作工藝簡單。(3)本發(fā)明的高延性空心砌塊的具有高強度，高韌性且抗震性能好的特點，適用于地震區(qū)的砌塊砌體抗震墻、砌塊砌體承重構件，能夠顯著提高砌塊砌體結構的變形能力、整 體性和抗震性能。
以下結合附圖
與具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細說明。圖I是實施例I的聞延性空心砲塊的結構不意圖；圖2是實施例2的聞延性空心砲塊的結構不意圖；圖3是實施例3的高延性空心砌塊的結構示意圖；圖4是實施例4的聞延性空心砲塊的結構不意圖。
具體實施例方式實施例I :遵循本發(fā)明的技術方案，如圖I所示，本實例中的高延性空心砌塊尺寸為390mmxl90mmxl90mm,外壁厚 45mm,肋為 40mm,空心率為 35. 09%。其具體制作過程為步驟一，制備高延性纖維混凝土 該實施例的高延性纖維混凝土的組分為水泥、粉煤灰、硅灰、砂、PVA纖維和水，其中，按質(zhì)量百分比計，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(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,娃灰為燒失量為5%、二氧化娃含量為88%、比表面積為18000m2/kg的硅灰；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，其長度為8mm、直徑為26 μ m、抗拉強度為1200MPa、彈性模量為30GPa，并且該實施例的高延性纖維混凝土中添加有江蘇博特新材料有限公司的PGA -I聚羧酸高性能減水劑，減水劑的添加量為粉煤灰、水泥和硅灰總質(zhì)量的O. 8%。其配置過程為首先將水泥、硅灰、粉煤灰和砂倒入強制式攪拌機中干拌2 3分鐘；再加入減水劑和80%的水，攪拌Γ2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f 2分鐘。步驟二，以高延性纖維混凝土為原料，選擇尺寸為390mmX 190mmX 190mm的普通混凝土砌塊用模具，采用孚瑞特工貿(mào)有限公司的QTYlO - 15型全自動砌塊成型機制備空心砲塊試件；步驟三，將試件放入溫度為(20±3) °C、相對濕度>90%的標準養(yǎng)護室，養(yǎng)護28d后得到成型的高延性空心砌塊。以下是發(fā)明人提供的關于本實施例的高延性纖維混凝土的力學性能試驗及其結
果O(I)采用70. 7mmX70. 7mmX70. 7mm的標準試模制作立方體試塊，按標準養(yǎng)護方法
養(yǎng)護60天，進行立方體抗壓強度試驗。試驗結果表明高延性纖維混凝土試塊抗壓強度平均值為65MPa，試塊達到峰值荷載后卸載再進行第二次加載，殘余抗壓強度可達到峰值荷載的80%，試塊破壞過程具有明顯抗壓韌性。
(2)采用40mmX40mmX 160mm的標準試模制作棱柱體抗彎試件，按標準養(yǎng)護方法養(yǎng)護60天，進行抗彎性能試驗。試驗結果表明高延性纖維混凝土試件的初裂強度為
4.8MPa，試件開裂以后承載力繼續(xù)提高，極限強度為10. IMPa，達到峰值荷載后承載力下降緩慢，按照ASTM C1018法計算所得的彎曲韌性系數(shù)其彎曲韌性15、110> 12(|、I30分別為6. 2、14. 5,33. 0,50. 6，表明具有很高的彎曲韌性。(3)米用50mmX 15mmX 350mm的試模制作拉伸試塊,按標準養(yǎng)護方法養(yǎng)護60天,進行直接拉伸試驗。結果表明高延性纖維混凝土試件單軸抗拉強度平均值為3. 6MPa，極限拉應變可達到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。以上試驗表明，高延性纖維混凝土的極限拉應變遠高于《混凝土結構設計規(guī)范》GB50010中普通混凝土的極限拉應變，高延性纖維混凝土受壓、受拉、受彎破壞時均具有較高的韌性，其破壞特征與普通混凝土發(fā)生脆性破壞具有明顯不同。該實施例的高延性纖維混凝土的上述力學特性表明，其加工成空心砌塊的抗壓強度高、變形能力好，不易發(fā)生脆性破壞。用它砌筑墻體，可顯著提高砌塊砌體結構的抗震性能。本發(fā)明采用此高延性纖維混凝土抗壓強度可有效提高砌塊的抗壓承載力和延性，避免砌塊自身發(fā)生脆性破壞；本發(fā)明的高延性砌塊在顯著提高砌塊力學性能的同時不影響砌塊間的粘結，采用常規(guī)方法就可以滿足所需的粘結強度，且制作工藝簡單；本發(fā)明的高延性空心砌塊的具有高強度，高韌性且抗震性能好的特點，適用于地震區(qū)的砌塊砌體抗震墻、砌塊砌體承重構件，能夠顯著提高砌塊砌體結構的變形能力、整體性和抗震性能。實施例2 如圖2所示,與實施例I不同的是該實施例的砌塊尺寸為390mmxl90mmx90mm,外壁厚40mm，肋為30mm，空心率為41. 57%，其他制作方法與實施例I相同。實施例3:如圖3所示,與實施例I不同的是該實施例的砌塊尺寸為190_xl90_xl90mm,夕卜壁厚35mm，空心率為39. 89%，其他制作方法與實施例I相同。實施例4 如圖4所示,與實施例I不同的是該實施例的砌塊尺寸為190mmxl90mmx90mm,外壁厚30mm，空心率為46. 81%，其他制作方法與實施例I相同。本發(fā)明的高延性空心砌塊可用于地震區(qū)的砌塊砌體抗震墻、砌塊砌體承重構件，顯著提高砌塊砌體結構的抗壓承載 力和抗震性能。
權利要求
1.一種高延性空心砌塊，其特征在于，該空心砌塊是以高延性纖維混凝土為原材料的空心砌塊。
2.如權利要求I所述的高延性空心砌塊，其特征在于，所述空心砌塊的外壁厚大于等于30_、肋厚大于等于25_、空心率為25% 50%。
3.如權利要求I所述的高延性空心砌塊，其特征在于，所述高延性纖維混凝土的組分為水泥、粉煤灰、硅灰、砂、PVA纖維和水，其中，按質(zhì)量百分比計，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%。
4.如權利要求3所述的高延性空心砌塊，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、抗拉強度為1200MPa以上、彈性模量為30GPa以上。
5.如權利要求4所述的高延性空心砌塊，其特征在于，所述高延性纖維混凝土中添加有減水率在30%以上的聚羧酸減水劑，且減水劑的添加量為粉煤灰、硅灰和水泥總質(zhì)量的O.8%。
6.如權利要求5所述的高延性空心砌塊，其特征在于，所述高延性纖維混凝土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%的水攪拌均勻；之后再加入PVA纖維攪拌均勻后加入剩余20%的水攪拌均勻即得高延性纖維混凝土。
7.—種權利要求I所述的高延性空心砌塊的制作方法，其特征在于，方法的具體步驟如下 步驟一，制備高延性纖維混凝土； 步驟二，以高延性纖維混凝土為原料，制備空心砌塊試件； 步驟三，在標準養(yǎng)護條件下，養(yǎng)護試件使其硬化成型。
8.如權利要求7所述的高延性空心砌塊的制作方法，其特征在于，所述標準養(yǎng)護條件為溫度為(20±3) °C，相對濕度>90%，養(yǎng)護齡期為28d。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高延性空心砌塊及其制作方法，以解決現(xiàn)有空心砌塊存在的承載力低、延性及抗震性能差的問題。本發(fā)明的高延性空心砌塊是以高延性纖維混凝土為主要原材料，利用砌塊成型機制得成型試件，并在標準養(yǎng)護條件下養(yǎng)護至一定齡期的空心砌塊。本發(fā)明的高延性空心砌塊受壓承載力、抗剪及抗震性能優(yōu)于傳統(tǒng)砌塊，且不易發(fā)生脆性破壞；同時該砌塊的生產(chǎn)工藝簡單。
文檔編號C04B16/06GK102887690SQ20121043493
公開日2013年1月23日 申請日期2012年11月4日 優(yōu)先權日2012年11月4日
發(fā)明者鄧明科, 梁興文, 代潔, 景武斌 申請人:西安建筑科技大學