CN1059412C - 一种减震和抗震的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种减震和抗震的方法，它包括在普通水泥中加入纤维状材料和外加剂，随后加入适量黄砂和水制成减震砂浆，用减震砂浆把联接件嵌固在砌体中，形成具有减震和抗震作用的砌块砌体结构。
Description
本发明涉及一种减震和抗震的方法。现有技术中已知的砌筑砂浆都是在砌体中起粘结砖或砌块，使之形成整体，均匀传力的作用。由于砂浆强度远低于砖或砌块强度，因而在地震时砌体结构在水平地震力作用下总是薄弱的灰缝先被破坏而引起建筑结构失效。建筑抗震规范对地震设防区砌体结构的层数和总高度作了严格的限制，并采用圈梁、构造柱等抗震构造措施予以加强。提高结构延性，提高结构塑性变形能力，在地震时耗散地震能量，削弱地震力对结构的荷载效应，是一种积极的抗震方法。
砌筑砂浆是砌体结构中分布最均衡的材料，用砂浆铺成的水平灰缝，又是地震时最薄弱的环节，改善砂浆力学性能，从而改善砌体抗震性能是适用的方法。砌体结构水平灰缝抗剪强度主要由构成灰缝的砌筑砂浆自身的抗拉强度及其与砖或砌块表面的粘结力决定。
本发明的目的是提供一种减震和抗震的方法。
上述目的是这样实现的：在普通水泥中加入适量的不同强度和弹性模量的纤维状材料(纤维的配合之一是石棉绒配改性维纶纤维)以及调整砂浆收缩和施工性能的外加剂(膨胀剂、增塑剂、加气剂)，均匀拌合成一种具有特殊性能的水泥，称“减震水泥”，采用减震水泥与适量黄砂和水配制成的砌筑砂浆称为“减震砂浆”。减震砂浆具有较高的抗拉强度和塑性变形耗能能力，加之减震砂浆有较好的施工性能，铺砌在砖或砌块毛糙的表面上能与之很好结合，产生较强的粘结力从而使砌体结构抗震能力得到显著提高。
特别是减震砂浆与一种抗地震的建筑砌块联结件配合使用时，将使得砌块砌体结构抗地震能力大幅度提高(该联接件已与本发明分案申请)。
附图1表示了把减震砂浆配合该联接件而应用于混凝土空心小砌块的一个实施例。
下面参照附图1详细进行说明，联接件1为矩形截面环，在混凝土空心小砌块2的铺浆面3和座浆面5上有凹坑4，联接件的形体尺寸与凹坑相补偿，在联接件的两个环形平面7和外环周侧面6的表面以及凹坑的平面8和侧面9的表面分布着与环周方向垂直的齿形槽，并且所有的齿宽都略大于槽宽，使得齿不能嵌入槽内。用减震砂浆把联结件嵌砌在凹坑内，减震砂浆即被挤入联接件和凹坑的齿槽内，形成许多齿形楔键，通过减震砂浆的这些锲键实现相邻的上下两层砌块与联接件三者的牢固联结。由于楔键与齿形槽的啮合作用以及砂浆中纤维的抗拉作用，这种砌体从剪摩和主拉应力的角度考察都具有较高的强度。地震时减震砂浆产生较大的塑性变形，耗散地震能量，其机理是：当上下两层砌块产生相对的水平位移趋势时，减震砂浆受力。由于其楔入相邻的上下两砌体和联接件的齿槽中，形成与齿槽啮合的齿形键，各齿槽的方位不同，因而减震砂浆不但全部受力，而且各齿槽楔键分别处于受拉、受压、受剪等不同受力状态。又由于减震砂浆在不同受力状态下的极限强度不同，所以各部位减震砂浆的失效是陆续发生的，并且伴随着较大的变形耗能。即以改性维纶纤维和石棉纤维配制的减震砂浆为例说明之：就每根纤维及其周围的砂浆分析，在主拉应力方向由于平行于该方向的那些纤维的抗拉强度远高于砂浆的抗拉强度，所以砂浆先出现裂缝而失去抗拉作用，主拉应力全部由分散在砂浆中受拉的纤维承受。邻近的两根纤维在拉应力接近的条件下，弹性模量较低的改性维纶纤维伸长较大，横截面收缩也相应较大，其与砂浆孔壁的接触面较光滑，在砂浆中的锚固逐渐失效，当作用在改性维纶纤维上的拉力刚刚大于其与砂浆孔壁的摩擦阻力时，改性维纶维克服摩擦阻力向拔出的方向产生滑移，纤维横截面的收缩同时停止。纤维外拔始终是在克服最大摩擦阻力的条件下进行的，此过程是摩擦消耗地震能量的过程。
改性维纶纤维伸长和拔出的过程也是其逐渐卸载的过程，拉力将逐渐转移给弹性模量较高且与砂浆结合牢固的石棉纤维承受，这种力的转移是通过纤维之间的砂浆来传递的，因而在受力过程中砂浆内部在微观上不断进行内力重分配，调整应力和应变，而这种调整有利于砂浆的充分受力和耗能。
减震砂浆的失效是随着主拉应力方向的石棉纤维拉坏而出现的。石棉纤维的抗拉强度(一般为30MPa)比砌筑砂浆的抗拉强度(M10砂浆为0.4MPa)高数十倍，因而少量的石棉纤维即能大幅度提高减震砂浆的抗拉强度。
本发明的优点是：采用减震砂浆砌筑的砌体结构能够产生较大的塑性变形、耗散地震能量，又有较高的强度和与砖或砌块的粘结力，弥补了普通砌筑砂浆不能减震的缺憾，灰缝抗水平地震剪力的强度也高得多。且砂浆在砌体内分布均衡亦即地震抗力在砌体中分布均衡。所用材料也比较低廉。
Claims (1)
1.一种减震和抗震的方法，包括使用圆形或椭圆形抗震环作为联接件(1)，在混凝土空心小砌块(2)的铺浆面(3)和座浆面(5)上设有凹坑(4)，联接件(1)的形体尺寸与凹坑(4)相补偿，在联接件的两个环形平面(7)和外环周侧面(6)的表面以及凹坑的平面(8)和侧面(9)的表面分布着与环周方向垂直的齿形槽，并且所有的齿宽都略大于槽宽，使得齿不能嵌入槽内；采用减震砂浆把联接件(1)嵌固在砌体预留的凹坑(4)内，减震砂浆被挤入联接件和凹坑的齿槽内，贯穿上下相邻砌块的灰缝，将上下两层砌块与联接件三者牢固联结形成具有减震和抗震作用的砌块砌体结构，其中所述减震砂浆通过在普通水泥中加入适量不同强度和弹性模量的纤维状材料以及调整砂浆收缩和施工性能的膨胀剂、增塑剂、加气剂，均匀搅拌，随后加入适量黄砂和水制成。
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