专利名称：一种高延性空心砌块及其制作方法
技术领域：
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种材质为高延性纤维混凝土的空心砌块及其制作方法。
背景技术：
空心砌块是砌体结构的重要组成部分，承担着部分或全部作用在砌体结构上的荷载，其抗震性能及变形能力对砌体结构的整体性和抗震性能有较大影响。由于现有砌块的强度相对较低、材料脆性较大及变形能力较差，导致砌体结构在地震作用下承载力迅速下降，使这种较为经济的结构的应用受到限制。由于现行规范对砌块砌体结构抗震设防要求提高、使用功能需求增加等原因，均可能导致普通砌块的承载力、变形能力不满足要 求。综上，现有的空心砌块具有易脆性、抗裂和抗震性能差的缺点。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种不易发生脆性破坏且受压承载力及抗震性能好的高延性空心砌块。为此，本发明提供的高延性空心砌块是以高延性纤维混凝土为原材料的空心砌块。优选的，上述空心砌块的外壁厚大于等于30mm、肋厚大于等于25mm、空心率为25% 50%ο优选的，上述高延性纤维混凝土的组分为水泥、粉煤灰、硅灰、砂、PVA纤维和水，其中，按质量百分比计，水泥粉煤灰硅灰砂水=1 :0. 9 :0. I :0. 76 :0. 58 ;以水泥、粉煤灰、娃灰、砂和水混合均匀后的总体积为基数，PVA纤维的体积掺量为I. 5%。优选的，上述水泥为P. O. 52. 5R硅酸盐水泥；粉煤灰为I级粉煤灰；硅灰的烧失量小于6%、二氧化娃含量大于85%、比表面积大于15000m2/kg ;砂的最大粒径为I. 26mm ;PVA纤维的长度为6 12mm、直径为26 μ m以上、抗拉强度为1200MPa以上、弹性模量为30GPa以上。优选的，上述高延性纤维混凝土中添加有减水率在30%以上的聚羧酸减水剂，减水剂的添加量为粉煤灰、硅灰和水泥总重量的O. 8%。优选的，上述高延性纤维混凝土的制备方法为将水泥、硅灰、粉煤灰和砂干拌均匀后加入减水剂和80%的水搅拌均匀；之后再加入PVA纤维搅拌均匀后加入剩余20%的水搅拌均匀即得高延性纤维混凝土。本发明的另一目的在于提供一种上述高延性空心砌块的制作方法，具体制作过程如下步骤一，制备高延性纤维混凝土 ；步骤二，以高延性纤维混凝土为原料，制备空心砌块试件；步骤三，在标准养护条件下，养护试件使其硬化成型。上述标准养护条件为温度为(20±3) V，相对湿度>90%，养护龄期为28d。
本发明的高延性空心砌块以高延性纤维混凝土为主要原材料，充分利用高延性纤维混凝土的高强度和高韧性，提高了空心砌块的承载力和延性，同时提高了砌块砌体结构的抗震性能。与现有的空心砌块相比，本发明具有如下的特点(I)本发明采用的高延性纤维混凝土抗压强度可达到60MPa以上，极限拉应变可达到普通混凝土的100倍以上，具有类似钢材的塑性变形能力，与砌块砌体之间有良好的粘结性能，是一种具有闻强度、闻延性、闻耐久性和闻耐损伤能力的生态建筑材料。可有效提高砌块的抗压承载力和延性，避免砌块自身发生脆性破坏。(2)本发明在显著提高砌块力学性能的同时不影响砌块间的粘结，采用常规方法就可以满足所需的粘结强度，且制作工艺简单。(3)本发明的高延性空心砌块的具有高强度，高韧性且抗震性能好的特点，适用于地震区的砌块砌体抗震墙、砌块砌体承重构件，能够显著提高砌块砌体结构的变形能力、整 体性和抗震性能。
以下结合附图
与具体实施方式
对本发明作进一步详细说明。图I是实施例I的闻延性空心砲块的结构不意图；图2是实施例2的闻延性空心砲块的结构不意图；图3是实施例3的高延性空心砌块的结构示意图；图4是实施例4的闻延性空心砲块的结构不意图。
具体实施例方式实施例I :遵循本发明的技术方案，如图I所示，本实例中的高延性空心砌块尺寸为390mmxl90mmxl90mm,外壁厚 45mm,肋为 40mm,空心率为 35. 09%。其具体制作过程为步骤一，制备高延性纤维混凝土 该实施例的高延性纤维混凝土的组分为水泥、粉煤灰、硅灰、砂、PVA纤维和水，其中，按质量百分比计，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、砂和水混合均匀后的总体积为基数，PVA纤维(聚乙烯醇纤维)的体积掺量为I. 5% ；所用水泥为P. O. 52. 5R娃酸盐水泥,粉煤灰为I级粉煤灰,娃灰为烧失量为5%、二氧化娃含量为88%、比表面积为18000m2/kg的硅灰；砂的最大粒径为I. 26mm ；PVA纤维为上海罗洋科技有限公司生产的PA600纤维，其长度为8mm、直径为26 μ m、抗拉强度为1200MPa、弹性模量为30GPa，并且该实施例的高延性纤维混凝土中添加有江苏博特新材料有限公司的PGA -I聚羧酸高性能减水剂，减水剂的添加量为粉煤灰、水泥和硅灰总质量的O. 8%。其配置过程为首先将水泥、硅灰、粉煤灰和砂倒入强制式搅拌机中干拌2 3分钟；再加入减水剂和80%的水，搅拌Γ2分钟；然后加入PVA纤维再搅拌2分钟后加入剩余20%的水，搅拌f 2分钟。步骤二，以高延性纤维混凝土为原料，选择尺寸为390mmX 190mmX 190mm的普通混凝土砌块用模具，采用孚瑞特工贸有限公司的QTYlO - 15型全自动砌块成型机制备空心砲块试件；步骤三，将试件放入温度为(20±3) °C、相对湿度>90%的标准养护室，养护28d后得到成型的高延性空心砌块。以下是发明人提供的关于本实施例的高延性纤维混凝土的力学性能试验及其结
果O(I)采用70. 7mmX70. 7mmX70. 7mm的标准试模制作立方体试块，按标准养护方法
养护60天，进行立方体抗压强度试验。试验结果表明高延性纤维混凝土试块抗压强度平均值为65MPa，试块达到峰值荷载后卸载再进行第二次加载，残余抗压强度可达到峰值荷载的80%，试块破坏过程具有明显抗压韧性。
(2)采用40mmX40mmX 160mm的标准试模制作棱柱体抗弯试件，按标准养护方法养护60天，进行抗弯性能试验。试验结果表明高延性纤维混凝土试件的初裂强度为
4.8MPa，试件开裂以后承载力继续提高，极限强度为10. IMPa，达到峰值荷载后承载力下降缓慢，按照ASTM C1018法计算所得的弯曲韧性系数其弯曲韧性15、110> 12(|、I30分别为6. 2、14. 5,33. 0,50. 6，表明具有很高的弯曲韧性。(3)米用50mmX 15mmX 350mm的试模制作拉伸试块,按标准养护方法养护60天,进行直接拉伸试验。结果表明高延性纤维混凝土试件单轴抗拉强度平均值为3. 6MPa，极限拉应变可达到I. 2%，试件开裂以后承载力基本保持不变，具有良好的抗拉韧性，破坏过程中出现10余条裂缝。以上试验表明，高延性纤维混凝土的极限拉应变远高于《混凝土结构设计规范》GB50010中普通混凝土的极限拉应变，高延性纤维混凝土受压、受拉、受弯破坏时均具有较高的韧性，其破坏特征与普通混凝土发生脆性破坏具有明显不同。该实施例的高延性纤维混凝土的上述力学特性表明，其加工成空心砌块的抗压强度高、变形能力好，不易发生脆性破坏。用它砌筑墙体，可显著提高砌块砌体结构的抗震性能。本发明采用此高延性纤维混凝土抗压强度可有效提高砌块的抗压承载力和延性，避免砌块自身发生脆性破坏；本发明的高延性砌块在显著提高砌块力学性能的同时不影响砌块间的粘结，采用常规方法就可以满足所需的粘结强度，且制作工艺简单；本发明的高延性空心砌块的具有高强度，高韧性且抗震性能好的特点，适用于地震区的砌块砌体抗震墙、砌块砌体承重构件，能够显著提高砌块砌体结构的变形能力、整体性和抗震性能。实施例2 如图2所示,与实施例I不同的是该实施例的砌块尺寸为390mmxl90mmx90mm,外壁厚40mm，肋为30mm，空心率为41. 57%，其他制作方法与实施例I相同。实施例3:如图3所示,与实施例I不同的是该实施例的砌块尺寸为190_xl90_xl90mm,夕卜壁厚35mm，空心率为39. 89%，其他制作方法与实施例I相同。实施例4 如图4所示,与实施例I不同的是该实施例的砌块尺寸为190mmxl90mmx90mm,外壁厚30mm，空心率为46. 81%，其他制作方法与实施例I相同。本发明的高延性空心砌块可用于地震区的砌块砌体抗震墙、砌块砌体承重构件，显著提高砌块砌体结构的抗压承载 力和抗震性能。
权利要求
1.一种高延性空心砌块，其特征在于，该空心砌块是以高延性纤维混凝土为原材料的空心砌块。
2.如权利要求I所述的高延性空心砌块，其特征在于，所述空心砌块的外壁厚大于等于30_、肋厚大于等于25_、空心率为25% 50%。
3.如权利要求I所述的高延性空心砌块，其特征在于，所述高延性纤维混凝土的组分为水泥、粉煤灰、硅灰、砂、PVA纤维和水，其中，按质量百分比计，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、砂和水混合均匀后的总体积为基数，PVA纤维的体积掺量为I. 5%。
4.如权利要求3所述的高延性空心砌块，其特征在于，所述水泥为P.O. 52. 5R硅酸盐水泥；所述粉煤灰为I级粉煤灰；所述娃灰的烧失量小于6%、二氧化娃含量大于85%、比表面积大于15000m2/kg ;所述砂的最大粒径为I. 26mm ;所述PVA纤维的长度为6 12mm、直径为26 μ m以上、抗拉强度为1200MPa以上、弹性模量为30GPa以上。
5.如权利要求4所述的高延性空心砌块，其特征在于，所述高延性纤维混凝土中添加有减水率在30%以上的聚羧酸减水剂，且减水剂的添加量为粉煤灰、硅灰和水泥总质量的O.8%。
6.如权利要求5所述的高延性空心砌块，其特征在于，所述高延性纤维混凝土的制备方法为将水泥、硅灰、粉煤灰和砂干拌均匀后加入减水剂和80%的水搅拌均匀；之后再加入PVA纤维搅拌均匀后加入剩余20%的水搅拌均匀即得高延性纤维混凝土。
7.—种权利要求I所述的高延性空心砌块的制作方法，其特征在于，方法的具体步骤如下 步骤一，制备高延性纤维混凝土； 步骤二，以高延性纤维混凝土为原料，制备空心砌块试件； 步骤三，在标准养护条件下，养护试件使其硬化成型。
8.如权利要求7所述的高延性空心砌块的制作方法，其特征在于，所述标准养护条件为温度为(20±3) °C，相对湿度>90%，养护龄期为28d。
全文摘要
本发明公开了一种高延性空心砌块及其制作方法，以解决现有空心砌块存在的承载力低、延性及抗震性能差的问题。本发明的高延性空心砌块是以高延性纤维混凝土为主要原材料，利用砌块成型机制得成型试件，并在标准养护条件下养护至一定龄期的空心砌块。本发明的高延性空心砌块受压承载力、抗剪及抗震性能优于传统砌块，且不易发生脆性破坏；同时该砌块的生产工艺简单。
文档编号C04B16/06GK102887690SQ20121043493
公开日2013年1月23日 申请日期2012年11月4日 优先权日2012年11月4日
发明者邓明科, 梁兴文, 代洁, 景武斌 申请人:西安建筑科技大学