改性生土坯及其砌體基本力學(xué)性能試驗研究.pdf

1、土坯是一種古老、應(yīng)用廣泛的生土建筑材料，其土坯建筑也是一種重要的生土建筑形式。相比現(xiàn)代建筑優(yōu)點顯著，可承重兼保溫隔熱、防火、低能耗、無污染、可再生的性能。目前在中國仍是廣大西部鄉(xiāng)村居民大量使用的居住建筑形式。但是，傳統(tǒng)的生土結(jié)構(gòu)普遍未進行抗震設(shè)防，土坯力學(xué)性能不足，結(jié)構(gòu)整體性差，房屋材料強度低，建房時沒有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進行規(guī)范，因此抵御地震災(zāi)害的能力較差。
　　為了解決這個問題，國內(nèi)外許多學(xué)者有些是從結(jié)構(gòu)層面上提出解決方法，有些是從土

2、質(zhì)基本物理性能、單塊土坯及土坯砌體基本構(gòu)件等層面上提出解決方案。國外針對生土建筑的研究較為重視，從土質(zhì)的選擇標(biāo)準(zhǔn)、土坯的成型、土坯砌體墻的構(gòu)造以及抗震性能等各個方面開展了深入的研究。許多外國學(xué)者更詳細介紹了土坯建筑的震害，并從裂縫控制、土料成分、添加材料、施工質(zhì)量等方面分析了抗震性能的主要影響因素，并給出了一些改善土坯力學(xué)性能的方法、構(gòu)件構(gòu)造尺寸的建議和提高土坯房屋抗震性能的有效途徑，并形成了相應(yīng)的規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)。然而，長期以來我國土坯建筑

3、的發(fā)展還較緩慢，對生土坯材料性質(zhì)缺乏應(yīng)有的科學(xué)認知，在材料和建造技術(shù)方面一直沿用古老的砌筑技術(shù)和方法，而傳統(tǒng)的土坯抗壓強度不足也是制約生土坯建筑發(fā)展的重要因素。這就有必要對生土建筑中土坯的力學(xué)性能進行改性研究，以提高其本身的抗震性能。
　　本文在實地調(diào)研的基礎(chǔ)上，結(jié)合提出的新型改性生土坯專利，針對提高生土坯力學(xué)性能加固方法的角度，進行了以下四個方面的研究與探索:
　　第一，進行了單塊改性生土坯不同材料不同配合比的抗壓強度試驗

4、研究。包括改性黏土生土坯、改性水泥生土坯、改性石灰生土坯、改性工業(yè)廢渣生土坯、改性稻草生土坯等的抗壓強度試驗。得出了不同材料不同配合比的改性生土坯抗壓強度值，也得到了抗壓強度值最高時的材料配合比。試驗表明，植物纖維對于提高生土坯的延性和抗壓強度有著顯著的作用，但添量不宜過多;粒徑較大的工業(yè)廢渣對生土坯的抗壓強度有不利影響，粉煤灰能較大程度上提高生土坯的抗壓強度等。
　　第二，選用改性生土坯中抗壓強度值較好的配合比作為基本配合比，批

5、量制作了改性生土坯砌體試件，按照《GB50129-2011-T砌體基本力學(xué)性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》要求進行了改性生土坯砌體試件的抗壓強度力學(xué)性能試驗，設(shè)置了紅磚砌體試件作為對比，得到了改性生土坯砌體試件的軸心抗壓強度值，分析了影響其強度的主要因素和土坯抗壓裂縫開展破壞的機理。
　　第三，砌筑了改性生土坯沿通縫截面抗剪砌體試件，進行了其抗剪強度試驗，得到了改性生土坯抗剪強度值，以及試件破壞過程時力和位移的關(guān)系曲線，分析了影響試件抗剪強度的

6、主要因素。試驗中發(fā)現(xiàn)，改性生土坯和砂漿的粘結(jié)性能是影響沿通縫截面抗剪強度的關(guān)鍵因素。
　　第四，研究了改性生土坯砌體試件彎曲抗拉強度。通過對9組改性生土坯抗彎試件和1組紅磚對比試件的彎曲抗拉試驗研究，發(fā)現(xiàn)試件彎曲受拉破壞發(fā)生在砂漿與改性生土坯接觸面的粘結(jié)處。砂漿和生土坯的強度比對改性生土坯抗彎試驗強度值有一定影響。試驗表明，改性生土坯的彎曲抗拉強度值還是比較低的，后續(xù)研究有待對提高其抗彎強度值作進一步的研究。
　　本文針對生