專利名稱：一種高延性磚柱的制作方法
一種高延性磚柱技術領域
本發明屬于土木工程技術領域，具體為一種高延性磚柱。
背景技術：
目前，磚砌體結構廣泛應用于我國的工業與民用建筑領域，但由于磚砌體材料的脆性性質，其抗拉、抗剪和抗彎強度都較低且自重較大，極不利于結構抗震。
磚柱是磚砌體結構中最重要的承重構件之一，承受樓蓋和梁傳來的豎向荷載，同時還承擔部分或全部水平荷載，其抗震性能對砌體結構的安全性有較大影響。由于建筑物抗震設防要求提高、使用功能改變以及結構腐蝕受損等原因，均可能導致磚柱的承載力不滿足要求。綜上，現有的普通磚柱具有易脆性、強度低、延性和抗震性能差的缺點。發明內容
本發明的目的之一在于提供一種不易發生脆性破壞且延性和抗震性能好的高延性磚柱。
為此，本發明提供的高延性磚柱包括磚柱，該磚柱的砌筑砂漿為高延性砂漿，該高延性砂漿的組分為水泥、粉煤灰、硅灰、砂、PVA纖維和水，其中，按質量百分比計，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，PVA纖維的體積摻量為I. 5%。
優選的，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。
優選的，上述高延性砂漿中添加有減水率為30%以上的聚羧酸減水劑，且減水劑的添加量為粉煤灰、硅灰和水泥總質量的O. 8%。
優選的，上述高延性砂漿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砂漿。
本發明高延性磚柱所使用的砌筑砂漿是以高延性砂漿為原材料，該砂漿具有高強度和聞朝性的特點，可提聞砂楽■的強度和變形能力，進而提聞磚柱的承載力、延性和抗震性倉泛。
與現有的磚柱相比，本發明的高延性磚柱具有如下的特點
(I)本發明采用的高延性砂漿抗壓強度可達到60MPa以上，極限拉應變可達到普通砂漿的100倍以上，具有類似鋼材的塑性變形能力，與磚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建筑材料，可有效提聞砂楽■的強度和變形性能，進一步提高磚柱的承載力、延性和抗震性能。
(2)本發明的高延性磚柱的變形及耗能能力有顯著提高，同時增強了砌塊間的粘結，能夠大幅度提高磚砌體結構的抗震性能，且制作工藝簡單。
以下結合附圖
和具體實施方式
對本發明做進一步的詳細說明。
圖I是本發明實施例I高延性磚柱的結構示意圖中各代碼表示1-高延性砂漿、2-實心磚。
具體實施方式
實施例I :
如圖I所示，本實施例中，本實例中的磚柱的截面尺寸為370mmX370mm，柱高3.9m,砌塊米用實心磚,尺寸為240mmX 115mmX53mm。該磚柱米用高延性砂衆砌筑,砂衆厚度為7mm。
遵循本發明的技術方案，該實施例的高延性砂漿的組分為水泥、粉煤灰、硅灰、 砂、PVA纖維和水，其中，按質量百分比計，水泥粉煤灰硅灰砂水=1 0. 9 0. I 0. 76 O.58 ;以水泥、粉煤灰、硅灰、砂和水混合均勻后的總體積為基數，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,娃灰的燒失量為5%、二氧化硅含量為88%、比表面積為18000m2/kg，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的PA600纖維，長度為8mm、直徑為26 μ m、抗拉強度為1200MPa、 彈性模量為30GPa，該實施例的高延性砂漿中添加有江蘇博特新材料有限公司的PGVi -I聚羧酸高性能減水劑，減水劑的添加量為粉煤灰、水泥和硅灰總重量的O. 8%。
該實施例的高延性砂漿的制備方法為首先將水泥、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2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2分鐘。
以下是發明人提供的關于本實施例的高延性砂漿的力學性能試驗及其結果。
(I)采用70. 7mmX70. 7mmX70. 7mm的標準試模制作立方體試塊，按標準養護方法養護60天，進行立方體抗壓強度試驗。試驗結果表明高延性砂漿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,按標準養護方法養護60天，進行抗彎性能試驗。試驗結果表明高延性砂漿試件的初裂強度為4. 8MPa，試件開裂以后承載力繼續提高，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其彎曲韌性I5、I1Q、I2Q、I3Q分別為6. 2、14. 5,33. O、 50. 6，表明具有很高的彎曲韌性。
(3)采用50mmX 15mmX350mm的試模制作拉伸試塊，按標準養護方法養護60天， 進行直接拉伸試驗。結果表明高延性砂漿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 10余條裂縫。
以上試驗表明，高延性砂漿的極限拉應變遠高于《砌體結構設計規范》GB50003中普通砂漿的極限拉應變，高延性砂漿受壓、受拉、受彎破壞時均具有較高的韌性，其破壞特征與普通砂漿發生脆性破壞具有明顯不同。
該實施例的高延性砂漿的上述力學特性表明，采用高延性砂漿制成的砂漿強度高、變形能力好，不易發生脆性破壞。用它砌筑磚柱，可顯著提高磚柱的承載力、延性和抗震性能。
本發明的高延性磚柱可用于中小學教學樓磚柱、單層廠房承重磚柱、中小學教學樓構造柱等。
權利要求
1.一種高延性磚柱，包括磚柱，其特征在于，該磚柱的砌筑砂漿為高延性砂漿，所述高延性砂漿的組分為水泥、粉煤灰、硅灰、砂、PVA纖維和水，其中，按質量百分比計，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，PVA纖維的體積摻量為I. 5%。
2.如權利要求I所述的高延性磚柱，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。
3.如權利要求I所述的高延性磚柱，其特征在于，所述高延性砂漿中添加有減水率在 30%以上的聚羧酸減水劑，且減水劑的添加量為粉煤灰、硅灰和水泥總重量的O. 8%。
4.如權利要求3所述的高延性磚柱，其特征在于，所述高延性砂漿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砂漿。
全文摘要
本發明公開了一種高延性磚柱，以解決現有磚柱存在的易脆性、承載力低和抗震性能差的問題。本發明的高延性磚柱的砌筑砂漿為高延性砂漿，所述高延性砂漿的組分為水泥、粉煤灰、硅灰、砂、PVA纖維和水。本發明的高延性磚柱的抗震性能顯著優于普通磚柱，該高延性磚柱的強度高、延性好，同時高延性砂漿對磚塊的破壞能起到約束作用，防止磚柱發生脆性破壞，可大幅度提高磚砌體結構的耗能能力。
文檔編號C04B28/04GK102936118SQ201210435020
公開日2013年2月20日 申請日期2012年11月4日 優先權日2012年11月4日
發明者梁興文, 鄧明科, 代潔 申請人:西安建筑科技大學