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蒸压加气混凝土砌块承重墙静力和抗震性能的研究


随着我国墙体材料改革、节能、利废及保护耕地等一系列政策的颁布,粘土制品尤其是粘土砖在我国的大部分地区将逐步地被禁止使用,所以有必要寻找一种新型的粘土砖的替代产品。蒸压加气混凝土自身有着良好的物理性能,其生产工艺也在不断地改进,产品也日趋多样化,客观上促进了加气混凝土产品的应用,提高了其作为粘土砖替代产品的可能性。

在我国及其它一些欧洲国家,作为加气混凝土主打产品的加气混凝土砌块通常用于框架填充墙以及一些公共设施中,也有少数国家或地区根据相应的规程和规范(RILEM及《蒸压加气混凝土应用技术规程》等)用于承重结构中。为了使蒸压加气混凝土砌块全面替代粘土砖,一些规定需亟待作出修改或补充以适应各方面发展的需要。

基于以上背景,本文完成了以下两个方面的研究工作,包括墙体竖向承载力的研究和墙体水平抗震性能的研究,鉴于实际结构中一般有着不同的承重方案,因此分析中同时考虑了横墙和纵墙两类墙体。分析中,将墙体的有限元分析独立进行,结合一定的算例将结果与有关的既有试验结果进行对比分析。分析结果表明,将蒸压加气混凝土砌块用于承重结构中,在采取有效的构造或加强措施后能成为实心粘土砖较好的替代产品,能形成一种合理的多层抗震结构体系。蒸压加气混凝土砌块承重体系有良好的经济效益和社会效益,为了能将其广泛地应用到实际工程中去,还需要作更多的试验研究(包括墙体、节点及振动台试验等)及一定数量的试点建筑。

关键词:蒸压加气混凝土砌块承重结构抗震性能有限元分析


第一章绪论

1.1国内外研究概况

1.1.1蒸压加气混凝土的基本特点

蒸压加气混凝土是多孔混凝土家族中的重要成员,其主要特征是制品中带有数量不等的气泡,形成圆孔结构。使之具有圆孔结构特征的主要途径大致有三种方式:通过化学反应产生气泡、掺入某种泡沫剂及通过一定介质使气泡混入。目前,世界上大部分国家采用第一种方式,即通过在碱性料浆中掺入金属粉末(铝)使之产生氢气气泡,同时通过其他工艺手段使气泡在料浆中得以稳定。和大多数硅酸盐建筑制品一样,必要的养护阶段对加气混凝土制品生产是必不可少的,目前国内外大多数厂家都采用蒸压养护的方式生产加气混凝土。

加气混凝土的基本原材料是由某些硅质材料(如以SiO2为主要成分的硅石、砂、粉煤灰、尾矿粉等)和钙质材料(如以CaO为主要成分的水泥、白灰、矿

渣、火山灰等)组成。通过对基本原材料的磨细加工,和一定数量的的发气剂、稳定剂、调节剂按严格的配比相混合;经过浇注,发气而形成坯体;再经静停,切割进入蒸压釜养护;出釜后即为加气混凝土制品。目前国内生产的加气混凝土有三大品类,即以水泥、矿渣、砂为主要原材料;以水泥、白灰、粉煤灰为主要原材料和以水泥、白灰、砂为主要原材料。
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加气混凝土亦称之为“混凝土”,但与普通的水泥混凝土相比具有一些不同的特性。普通混凝土是由水泥水化生成的水化产物(凝胶),并主要依靠物理吸附力将集料胶结成整体。而加气混凝土则是由钙质和硅质集料表面发生化学反应生成的水热硅酸盐CSH(B)和托勃莫来石结晶等将“集料残核”胶结起来,并与铝粉反应生成的气孔一起形成一个整体。上述两者具有质的区别。将加气混凝土制品用作建筑材料,有必要深入地认识它的材性,下面简单