[摘要] 本文通过调研及对混凝土小型空心砌块耐地下水性能的试验研究, 提出在非冻胀条件下, 在±0.000m以下墙体采用空心墙材是可行的。该课题为江苏省经济贸易委员会基金项目( 苏经贸资源[2003]999号) 。
[关键词] 混凝土小型空心砌块; ±0.000m以下墙体; 耐久性
1 前言
节省耕地、节约能源、资源合理利用、保护环境、改善建筑功能和提高建筑质量是我国墙体材料革新的指导思想。随着170个大中城市全面禁用实心黏土砖, 地面以上建筑物墙体已基本实现这一目标。但是从基础到地面部分的墙体, 绝大多数工程仍采用实心黏土砖, 不仅在砌体混合结构中采用, 而且在其他各种无地下室的结构体系中也采用, 成了“禁实”死角。
根据我国目前建筑工程的实际情况, 一般建筑物平均按5层(15m)高度考虑, ±0.000m以下墙体按1m考虑, 再考虑到上部墙体的门窗洞口以及圈梁、结构梁所占的比例, 则±0.000m以下墙体砌筑量应为上部建筑墙体的10%以上, 可见其量还是很大的。因此, 为了实现全面“禁实”, 消灭“禁实”死角, 有必要对±0.000m以下的墙体材料进行研究, 寻求强度高、耐久性好、经济性好、方便施工的新型墙体材料。
2 目前国内现状
根据本课题组2004年对国内10省( 市) 墙改办的问卷调查, 目前±0.000m以下墙体块材主要有: 实心黏土砖、混凝土砖、粉煤灰砖、灰砂砖、混凝土小型实心砌块、混凝土小型空心砌块。根据砌体结构设计规范的规定, 对用于±0.000m以下的混凝土小型空心砌块,各地均采用灌孔处理。调查中了解到, 目前大多数地区尚允许在±0.000m以下使用实心黏土砖, 这与缺乏合适的替代产品有关。
随着全国“禁实”范围的进一步扩大, 有些地区开始采用通过施工图审查的办法, 禁止在±0.000m以下使用实心黏土砖, 研究开发强度高、耐久性好、经济性较好、方便施工的新型块材已成当务之急。
3 关于±0.000m以下墙体采用混凝土小型空心砌块的探讨
( 以下文中所涉及的±0.000m以下墙体均不包含基础及地下室外墙)
(1)由于±0.000m以下墙体量大面广, 而混凝土小型空心砌块具有强度高、耐久性好、经济性好、方便施工等优点, 若能在我国部分地区的±0.000m以下墙体中使用混凝土小型空心砌块, 将加快实现全面“禁实”, 同时产生巨大的经济效益。
(2)我国现行砌体结构设计规范及以前的88规范、73规范均要求在±0.000m以下墙体中采用空心块材时要实行灌孔处理, 但灌孔处理不仅增加材料用量, 而且施工困难, 如对KP1型多孔砖或混凝土多孔砖进行灌孔是难以保证灌孔质量的。
[Page]
(3)回顾我国砌体结构设计规范的发展历程, 其最早的蓝本是前苏联的相关规范。对于±0.000m以下须用实心块材或对空心块材进行灌孔的规定, 也是沿用前苏联的规范。前苏联为高寒地区, 冻土深度很深, 为防止空心块材在地下部分被冻胀破坏, 指空心墙材在空腔内充满水的情况下结冰而胀坏, 此规定是有道理的。但我国南方大部分地区冬季相对暖和, 冻土深度很浅, 照搬前苏联的规定是不适合的。表1为江苏气象台提供的有关冻土资料。从表1中可知, 冻胀对江苏省的空心块材不会产生影响。
(4)本课题组认为, 只要空心块材强度高、耐久性好, 就应该可以使用在江苏地区的±0.000m以下墙体中。实际上也并非所有的空心结构构件均不能用于地下, 预应力混凝土空心管桩便是例证。
基于上述思路, 本课题组以混凝土小型空心砌块为研究对象, 对空心块材进行了为期一年的耐地下水实验研究。
4 耐地下水实验研究
实验中所用混凝土小型空心砌块实测强度为11.31MPa, 尺寸为390mm×190mm×190mm的标准砌块。
4.1 耐污水实验
混凝土小型空心砌块用于±0.000m以下墙体时,考虑到地下水的影响, 课题组主要研究了其耐生活污水和工业污水的性能。采集生活污水和工业污水, 委托南京市环境监测中心站参照《污水综合排放标准》(GB8978- 1996) 进行了分析, 分析结果见表2。
课题组同时对城市排放的生活污水和工业污水进行了调查, 表3和表4中是生活污水和工业污水的统计数据。可以看出, 我们采集的生活污水和工业污水中的COD值、BOD值和SS值都远远高于统计值, 因此对性能影响的研究具有代表性。
[Page]
实验中将混凝土小型空心砌块分别浸泡在清水、生活污水和工业污水中, 测试其浸泡1月、3月、9月和1年后的性能变化, 以抗压强度表征。由于容器尺寸的限制, 每组为3块砌块, 以平均值表示。
表5是混凝土小型空心砌块分别在清水、生活污水和工业污水中浸泡不同龄期后的抗压强度值。表中的强度数据表明, 在生活污水和工业污水中浸泡1年后的强度基本没有降低。因此, 可以认为当其用作±0.000m以下的墙体材料时能抵抗地下水的侵蚀。
4.2 耐硫酸盐侵蚀实验
当混凝土小型空心砌块用于沿海或近沿海地区时, 地下水的成分会受到海水成分的影响。表6是河北和山东沿海地区地下水成分的统计数据, 其SO42- 离子浓度为300mg/L～500mg/L, Cl - 离子浓度为200mg/L～600mg/L。对于混凝土砌块而言, 主要的影响因素是SO42-离子(Cl-离子主要对钢筋锈蚀有重要影响) 。
[Page]
本实验参照《水泥抗硫酸盐侵蚀快速试验方法》(GB2420- 81) 研究混凝土空心砌块的抗硫酸盐侵蚀性能, 用化学纯试剂Na2SO4配制质量浓度为3%的硫酸钠溶液, SO42-离子浓度为20288mg/L。将混凝土砌块切割成40mm×40mm×160mm的小棱柱体, 分别浸泡入清水和3%Na2SO4溶液中(20℃环境温度) , 测试1月和9月后强度的变化, 以3%Na2SO4溶液中和清水中强度的比率(Rs/Rw) 来表征抗硫酸盐侵蚀能力。
以水中浸泡一定龄期的砌块的抗压强度值为基准,在3%Na2SO4溶液中浸泡同龄期砌块的强度比率如表7所示。在3%Na2SO4溶液中浸泡1月、3月、9月和1年后砌块强度的提高率分别为108%、105%、106%和103%, 数据表明混凝土空心砌块具有良好的抗硫酸盐侵蚀性能。
5 结论
从上述研究和讨论可以得到以下结论:混凝土小型空心砌块具有良好的抵抗生活污水和工业污水的能力, 可以用于±0.000m以下墙体建筑工程, 并且可以在沿海或近沿海地区应用。
我国秦岭、淮河及以南地区( 高寒地区除外) 多为非冻胀地区, 若这些地区的±0.000m以下墙体推广应用空心墙材( 混凝土小型空心砌块、混凝土多孔砖) ,无疑将会对全面“禁实”起到很大的促进作用, 且降低工程造价和方便施工。我们在目前实验研究的基础上, 成功地将混凝土小型空心砌块应用于试点工程中的±0.000m以下墙体。由于±0.000m以下墙体是建筑物的主要部分, 为慎重起见, 我们建议先在框架结构中采用, 因为一层的填充墙重量毕竟是很小的, 特别是填充墙多采用轻质或空心墙材。
（中国混凝土与水泥制品网 转载请注明出处）< 完 >
