高强陶粒混凝土抗震性能研究

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1、42低温建筑技术2010年第3期(总第141期)高强陶粒混凝土抗震性能研究张广成，彭桂蒸，单礼会，张纪刚(1．青岛华拓电力设计有限公司。山东青岛266031：2．青岛理工大学土木工程学院。山东青岛266033)【摘要】主要通过试验和有限元分析方法，对高强陶粒混凝土和普通混凝土进行了性能对比分析，并对其抗震性能进行了研究。研究结果表明，这种高强陶粒混凝土由于密度小，质量轻，弹性模量低，在地震荷载作用下所受的地震力小，对冲击能量吸收快，抗震性能好于普通混凝土，可替代普通混凝土。【关键词】陶粒混凝土；抗震性能；时程分析；ANSYS【中图分类号】TU528．2【文献标识码】B【文章编号

2、】1001—6864{2010)03—0042—03随着建筑技术的发展，建筑物趋向高层化和大型集料混凝土的配合比设计方法有绝对体积法和松散化，因此，减轻高层建筑和大跨度构件的自重，提高建体积法_4J。本试验采用的是绝对体积法-6]计算各组筑物抗震性能已显得十分重要，急需一种替代普通混成材料的用量，即假定每1m3轻集料混凝土的绝对体凝土且抗震性能好的建筑材料L1J。陶粒是利用废料积为各组成材料绝对体积总和的配合比设计方法。烧制而成，且陶粒混凝土具有轻质、抗震性能好的特为了找出700级粘土陶粒配制大流动性高性能轻点。它与普通混凝土不同之处在于骨料中存在着大集料混凝土的最佳配合比，我

3、们设计了9组正交试验。量的孔隙，这些孔隙存在赋予它许多优越的性能。陶粒混凝，普通混凝土试验配合比见表i。1陶粒混凝土的优越性表1陶粒／普通混凝土正交试验配合比kg·m(1)轻质高强。陶粒混凝土的表观密度一般为800—1950kg／m3，结构用陶粒混凝土表观密度为1400～1950kg／m3，比普通混凝土轻20％一40％，强度可达普通混凝土常用强度等级C15一C50，甚至更高；用作墙体的结构保温陶粒混凝土强度可达CL5CL15[5】，表观密度只有800—1200kg／m3，比普通砖墙轻30％～50％。(2)抗震性能强。陶粒t昆凝土由于密度小，质量轻，弹性模量低l2,3J，在地震荷

4、载作用下所受的地震力小，震动波的传递速度也较慢，对冲击能的吸收快，减震效果显著。若不仅在承重结构采用陶粒混凝土，在围护结构中也采用陶粒混凝土，则可以大大减轻建筑物的质量，其抗震效果将更显著。注：用水量是通过控制混凝土拌和物坍落度在180～220nm~而(3)耐火性能好。陶粒混凝土由于导热系数低，确定。热阻值大，在高温作用下，温度由表及里的传递速度将大大减慢，可保护钢筋，其耐火极限时间可达3～绝对体积法设计的陶粒、普通混凝土9组正交配4h。对同一耐火等级的构件来说，钢筋陶粒混凝土板合比可以看出，每组配合比中陶粒的重量比石子的重的厚度可比普通混凝土减薄20％一30％。量减少了50％

5、以上，从而大大减轻了混凝土的重量。(4)保温性能好。表观密度为800—1400keCm~3试验数据统计及分析的陶粒混凝土是一种性能良好的墙体材料，其导热系对用绝对体积法设计的两种混凝土的9组正交配数0．23—0．95W／m·K，仅为普通混凝土导热系数的1／6合比进行了试验，数据见表2。—2／3。与土砖墙相比，其陶粒混凝土不仅强度高，整通过表2的试验数据可以看出，按绝对体积法设体性能好，而且保温性能也很好，可比普通墙体的厚计的陶粒混凝土和普通混凝土塌落度几乎没有变化，度及重量减少一半左右。用超轻陶粒混凝土制成的3d、7d和28d的陶粒混凝土强度比普通混凝土的强度多排孑L小砌块，其

6、技术经济效果更为显著。减少30％左右，但其强度值已经达到普通混凝土C502陶粒混凝土实验配合比设计的强度，也满足工程的需要；3天的抗压强度平均值陶目前，我国《轻集料混凝土技术规程》中规定的轻粒混凝土比普通混凝土减少30．4％，7d抗压强度平均[基金项目】山东省博士后科研项目择优资助项目(2OO7O3004)张广成等：高强陶粒混凝土抗震性能研究43值陶粒混凝土比普通混凝土减少29．0％，28d抗压强4抗震性能研究度平均值陶粒混凝土比普通混凝土减少26．8％，从以针对某8度区实际框架结构，采用了两条地震波：上规律可以看出陶粒混凝土和普通混凝土的抗压强天津波和Elcentro波，分别

7、采用普通混凝土框架模型度随着龄期的增长，陶粒混凝土的后期强度增长好于和轻骨料陶粒混凝土框架模型，进行了时程分析，分普通混凝土。而每方陶粒混凝土的重量比普通混凝析了在8度区罕遇地震下普通混凝土框架结构和轻骨土的重量平均值减小32．1％，如果应用于建筑中，会料陶粒混凝土框架结构的抗震性能。取1层转换梁和大大减少结构自重。用陶粒混凝土做建筑保温墙体，层间位移较大的5层、7层和1l层的位移和加速度进可降低墙体自重30％～50％。高层建筑采用轻集料行分析，分析结果见表3。陶粒混凝土，仅楼板一项即能降低