改性生土坯及其砌體基本力學(xué)性能試驗(yàn)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(diǎn)顯著，可承重兼保溫隔熱、防火、低能耗、無(wú)污染、可再生的性能。目前在中國(guó)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(jìn)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(qiáng)度低，建房時(shí)沒(méi)有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范，因此抵御地震災(zāi)害的能力較差。
　　為了解決這個(gè)問(wèn)題，國(guó)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(guó)外針對(duì)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(gè)方面開(kāi)展了深入的研究。許多外國(guó)學(xué)者更詳細(xì)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(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)土坯建筑

3、的發(fā)展還較緩慢，對(duì)生土坯材料性質(zhì)缺乏應(yīng)有的科學(xué)認(rèn)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(qiáng)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(duì)生土建筑中土坯的力學(xué)性能進(jìn)行改性研究，以提高其本身的抗震性能。
　　本文在實(shí)地調(diào)研的基礎(chǔ)上，結(jié)合提出的新型改性生土坯專(zhuān)利，針對(duì)提高生土坯力學(xué)性能加固方法的角度，進(jìn)行了以下四個(gè)方面的研究與探索:
　　第一，進(jìn)行了單塊改性生土坯不同材料不同配合比的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)

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(qiáng)度試驗(yàn)。得出了不同材料不同配合比的改性生土坯抗壓強(qiáng)度值，也得到了抗壓強(qiáng)度值最高時(shí)的材料配合比。試驗(yàn)表明，植物纖維對(duì)于提高生土坯的延性和抗壓強(qiáng)度有著顯著的作用，但添量不宜過(guò)多;粒徑較大的工業(yè)廢渣對(duì)生土坯的抗壓強(qiáng)度有不利影響，粉煤灰能較大程度上提高生土坯的抗壓強(qiáng)度等。
　　第二，選用改性生土坯中抗壓強(qiáng)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(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》要求進(jìn)行了改性生土坯砌體試件的抗壓強(qiáng)度力學(xué)性能試驗(yàn)，設(shè)置了紅磚砌體試件作為對(duì)比，得到了改性生土坯砌體試件的軸心抗壓強(qiáng)度值，分析了影響其強(qiáng)度的主要因素和土坯抗壓裂縫開(kāi)展破壞的機(jī)理。
　　第三，砌筑了改性生土坯沿通縫截面抗剪砌體試件，進(jìn)行了其抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)，得到了改性生土坯抗剪強(qiáng)度值，以及試件破壞過(guò)程時(shí)力和位移的關(guān)系曲線，分析了影響試件抗剪強(qiáng)度的

6、主要因素。試驗(yàn)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(qiáng)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(qiáng)度。通過(guò)對(duì)9組改性生土坯抗彎試件和1組紅磚對(duì)比試件的彎曲抗拉試驗(yàn)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(qiáng)度比對(duì)改性生土坯抗彎試驗(yàn)強(qiáng)度值有一定影響。試驗(yàn)表明，改性生土坯的彎曲抗拉強(qiáng)度值還是比較低的，后續(xù)研究有待對(duì)提高其抗彎強(qiáng)度值作進(jìn)一步的研究。
　　本文針對(duì)生