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注芯混凝土配筋砌体指南

时间:2013-09-25  来源:  浏览:16874次
当今的砌体构件比过去要薄得多和轻得多…现在由于有了注芯砼和钢筋,已经证明现代配筋承重砌体,是设计者可以采用的最好的横向抗侧力体系之…同时,配筋砌体能满足多样化建筑结构造型的需要…配筋砌体配筋砌体始建于年加里福尼亚大地震的长滩LongBeach…
注芯混凝土配筋砌体指南摘要:本指南对注芯配筋砌体的优越性和灌芯砌体的施工要求,包括砌筑和注芯砼的浇注等具体施工操作步骤作了较详细的介绍。对我国配筋砌体的实施也具有一定的参考价值。

关键词:配筋砌体注芯砼



1、导引

砌体是最古老的结构形式之一,过去许多纪念性砌体结构已经证明其良好的耐久性和独一无二的美学价值,可以确信当今砌体结构的魅力,在未来也会毫不逊色。这些历史性砌体建筑物的基本设计利用重力荷载保证结构的墙、拱、壁柱和其它构件的稳定,由于这些笨重构件的重力荷载也提供了结构的横向稳定性。

当今的砌体构件比过去要薄得多和轻得多。

2、配筋砌体

配筋砌体始建于1933年加里福尼亚大地震的长滩(LongBeach)。这里和其它地区的震害表明,无筋砌体为抵抗大地震而不倒塌需要附加的横向强度、延性和阻尼特性。

现在由于有了注芯砼和钢筋,已经证明现代配筋承重砌体,是设计者可以采用的最好的横向抗侧力体系之一。它具有很高的抗拉和抗压强度,良好的延性和抗震需要的阻尼特性,尤其是其优良的抗剪强度,能有效地抵抗由地震、风、土压和大荷载产生的横向荷载。同时,配筋砌体能满足多样化建筑结构造型的需要。

3、配筋砌体组成

配筋砌体由钢筋、块体、砂浆和将它们粘结在一起而成为整体结构体系的注芯砼组成。

4、配筋砌体优点

1)减少墙厚;2)增大跨度;3)使墙建得更高、载力更大;4)提高隔声能力,墙中注芯砼可降低墙体传声的强度;5)提高耐火能力,不注芯200mm厚空心砼砌块墙的防火限值为1小时,而注芯150mm和200mm厚墙的防火限值可达4小时;6)改善传热性能,砌体是一种天然的贮(散)热体,它可以贮备热能,注芯砌体增加了质量从而改善了热效能。

5、什么是注芯砼

注芯砼既不是砂浆,也不是砼,它是配筋砌体专用、最好的胶凝材料。它可由搅拌车供货,或在现场搅拌。

砂、普通水泥、豆石和水是注芯砼的基本成份,将这些搅拌成一种可塑的、液态稠度的粥状物。为获得需要的强度,可选择各成分的比例,或根据规范要求的其它物理性能,也可采用试验室或现场经验的配合比。

砌体施工中有两种注芯砼,即细注芯砼和粗注芯砼。

5.1细注芯砼

采用细注芯砼时钢筋与块体间的间隙应≥35mm。当无其它要求另外规定配合比时,细注芯砼的体积比为:1份普通水泥,2.25~3份砂,相应塌落度200~250mm时需要的水。

5.2粗注芯砼

采用粗注芯砼时,钢筋与块体间的间隙应≥12.7mm。当无其它要求另外规定配合比时,粗注芯砼的体积比为:1份普通水泥,2.25~3份砂,1~2份豆石,相应塌落度200~250mm时需要的水。

5.3含水量

调整用水量以提供流动性(塌落度),并使在不同工作条件下的注芯砼很好地浇注成为可能。流动性(塌落度)允许注芯砼流进孔洞和环绕钢筋。流态的注芯砼中过多的水被砌块吸收,结果显著地降低了水灰比。潮湿的砌体对普通水泥注芯砼的养护起了重要作用,并有助于强度的提高。

5.4细注芯砼用途

细注芯砼用于墙中浇注间隙小、窄或钢筋太集中的场合。UBC规范给出了根据注芯砼的最大浇注高度、多叶墙浇注空间的宽度和注芯空心砌块孔洞尺寸的限值。

5.5粗注芯砼用途

砖砌体的浇注水平间隙>38mm和砌块孔洞的尺寸≥38mmX76mm时可采用粗注芯砼。

虽然认可的注芯砼的骨料(砂和豆石)最大粒径为9.5mm,如果浇注空间较宽(叶墙间距≥200mm),可采用骨料19mm的粗注芯砼。这样较大的骨料占据更大的体积,减少了收缩和在相同强度时的水泥用量。由于容易浇注也可使塌落度降至180~200mm。然而浇注19mm骨料的粗注芯砼,一般需要砼泵。

6、外加剂

根据试验室或现场经验,也可选用其它认可的加有外加剂的注芯砼的配合比,以获得理想的强度和物理性能。当需要采用外加剂时,应特别慎重,有些外加剂是有益的,可改善注芯砼和块体间的粘结力。

随着初始水量的损失和普通水泥的水化作用,注芯砼固化而产生收缩,常常采用一种使注芯砼膨胀的外加剂,以补偿这种收缩。

寒冷天气施工,添加早强外加剂会减少墙体必须防冻保护的时间。早强剂减少了注芯砼的硬化时间,加速强度增长,增加水化热防止注芯砼结冻。

绝对不应采用含有氯化物的外加剂,因为氯盐会引起注芯砼中钢筋的腐蚀。

7、注芯砼塌落度

注芯砼的流动性用塌落度截锥试验,粗、细注芯砼必须含有足够的水以提供200~250mm的塌落度,这取决于浇注空间的大小、每次浇注的高度和浇注的总高度、块体的吸水率和天气条件。

8、浇注程序

在砌筑时,应小心操作,防止砂浆过分地突出在浇注空间和在浇注空间底部的积灰(砂浆漏)。要清除突出在块体上的砂浆,不得铲下掉到内部,否则会影响与先前浇注的注芯砼的粘结。

为防止砌双叶墙砂浆挤出,应使灰缝砂浆从浇注砌块的边缘稍微退缩,或从浇注空间向后向上倾斜,这样当砌顶上的块体时,灰缝的砂浆被压平,完全充满了灰缝。在砖的边缘可能出现空隙,但浇注注芯砼时会完全填满这些空隙。

9、拉结件

当多叶墙一次的浇注高度大于300mm时,需设拉结件。当灰缝砂浆达到强度时,这些拉结件能保证各叶墙共同抵抗注芯砼产生的横向压力,防止叶墙起鼓或胀开。

塌落度200~250mm的注芯砼对砌体的等效横向流体压力约为19.22KN/m2,因此,1.52m高的双叶墙墙体每米墙将受到一个总计为22.3KN的冲击力。

拉结可为灰缝钢筋或矩形、Z形钢筋,拉结件的长度为墙厚减50mm。拉结件不应有滴口和弯曲。每0.185m2墙面至少应有一个直径5mm的金属拉结件,最大水平间距为600mm。对顺砌(错缝)施工,拉结件的水平和竖向中距分别为600mm和400mm。

当浇注多叶墙的高度大于1.5m时,建议适当推迟浇注时间,允许灰缝砂浆获得强度,确保水平拉结件将两叶墙拉结在一起。

10、固定件

固定件就是由钢筋制成的小装置,包括拉结件,用于设置和保持砌体墙内的钢筋定位。水平筋随砌随放,竖向筋也可随砌随放,也可待墙体砌好后放置。将竖向钢筋穿过固定件以保证其适合的位置。

在砌体中设置钢筋应满足允许偏差的要求。竖向钢筋应在≤200d(d为钢筋直径)的间隔内设置就位固定件。

有些仅用于竖向钢筋的就位,有些仅用于水平筋的就位,有些则用于竖向和水平筋的就位。为满足特殊需要可制作特别形状的固定件。

应在竖向钢筋离基础顶面1200mm处设置第一个固定件。在首皮设置固定件时,因与基础伸出的钢筋搭接,会有一定的困难。

在设置了第一个固定件后,其它的固定件可任意设置在不同的皮中,只要保证竖向对齐,竖向间距不大于200d即可。

11、隔断

当浇注多叶墙的空腔时,采用竖向隔断以限制注芯砼水平流动的距离。这可防止注芯砼较长的流动和引起可能的材料离析,和控制一次浇注使用的注芯砼的数量。

在浇注空间应设置竖向隔断,以限制注芯砼的横向流动,最大间距不大于9m。这些隔断可在砌筑墙的全部浇注空间范围内,由砌块形成。

对空心砌块结构,可采用砂浆隔断,限制注芯砼的水平流动,并在一天内浇注完一个墙段。有些部位的墙,如非注芯墙,为防风造成的损失,可能需要临时支撑。

12、全部注芯墙

砌体墙在设置竖向和水平钢筋后可全部灌实。所有孔洞、浇注空间全部用注芯砼灌满。

13、部分注芯墙

空心砌块墙可仅限于在有水平或竖向钢筋的砌块孔洞中注芯。在水平钢筋的下面,有时是在上面的水平灰缝中设置膨胀金属网。用膨胀金属网或其它隔网材料将注芯砼限制在仅有钢筋墙体部分的块体孔洞中。横肋也要铺砂浆,防止注芯砼从缝隙间流入非注芯孔洞。

部分注芯可减轻自重和节省注芯砼用量。

14、注芯砌体墙的施工方法

有几种导致强度高、整体性好、令人满意的施工和注芯砌体墙的方法,方法的选择取决于砌体种类、墙的面积和长度、可行的设备和施工单位的经验。

14.1注芯砼浇注的总高度和一次连续浇注的高度

在另行砌筑前注芯砼的浇注高度叫总浇注高度(CroutPour),注芯砼应分段浇注,在振捣前一次连续浇注的高度叫作一个浇注段(Groutlift)。

注芯砼浇注总高度由若干个浇注段组成,浇注段不应超过1.5~1.8m。如一墙砌到5.5m高,总浇注高度为5.5m,每个浇注段可为1.8m。浇注总高度可达7.3m。

14.2低位和高位浇注

尽管低位和高位浇注的说法已被UBC规定取消,但在谈到浇注方法时,这两个术语还常常应用。

一般来说,当不设清扫孔时,可采用低位浇注(高度≤1.5m);当高度大于1.5m时,可用高位浇注,但需设清扫孔。

14.3注芯砌体的施工程

它取决于砌体类别,浇注总高度和每段的浇注高度。

14.3.1双叶砖墙

(1)低位浇注步骤

A、浇注高度≤300mm

当双叶墙施工和浇注总高度≤300mm时,可用25X50木方捣实注芯砼。这对较小的工程是很理想的,砌工砌到一定高度则可振捣。下面是UBC1982年版规定的低位浇注的主要步骤:

1)在完工的砼基础上用砂浆砌第一皮砖,砼表面必须干净、粗糙和潮湿。在一侧先砌一皮(浇注空间无砂浆),或叫外叶,离砌工远处的叶墙。

2)浇至1/2块高并用木棒捣实,确保注芯砼与砼基础的粘结,并消除注芯砼中的孔隙。

3)砌外叶墙达450mm高。

4)随砌随灌每一皮的注芯砼,总高度不超过6倍的浇注空间,最大200mm,使注芯砼低于块体顶部25mm,也允许大于一皮,到300mm高,然后浇注、振捣。但必须小心,因砂浆未达到强度,在浇注和振捣时不引起块体移位。

5)在墙砌完时,注芯砼与砌块顶面齐平,浇注后振捣所有注芯砼。

B.浇注高度大于300mm和高至1.5m

双叶墙无清扫孔的砌筑高度可达1.5m,然后按总高度为1.5m进行浇注。

但必须用连拉结件将双叶墙连接在一起,以防止叶墙起鼓或胀开。此外必须采用机械振捣。

1)用端头挤浆砌筑,水平灰缝砂浆饱满。

2)浇注空间宽度≥19mm,或足以设置竖向和水平钢筋,并留有适当的余量。

3)双叶墙必须用拉结件砌合成整体,当用矩形拉结件时,其直径不小于5mm,长度100mm,宽为墙厚减50mm。当用Z形拉结件时,直径不小于5mm。也可用灰缝钢筋将叶墙连接在一起,竖向间距不大于400mm,每0.185m2的墙面应有一个矩形、Z形拉结件或灰缝钢筋的一根横向钢筋。

4)浇注前,水平、竖向钢筋、锚栓和其它埋设件应就位。

5)允许足够的时间用于砂浆凝固,约为12~18小时,达到强度,并能承受水平压力达1.5m高注芯砼的压力。

6)浇注墙中的注芯砼,并使整个浇注高度的注芯砼分布均匀,用振捣器振捣浇注的注芯砼。在大约3~5分钟后注芯砼中过多的水被块体吸收,再振捣。

7)继续砌筑块体、设置拉结件,浇注和用机械振捣。

8)所有叶墙应在相同高度留出水平施工缝。注芯砼应比砌体顶部低38mm,形成下次浇注的键。当位于系梁部位,浇注面至少应高出水平钢筋13mm,确保水平钢筋的保护层,并提供剪力键。

9)在墙砌完时,将注芯砼浇至与墙体等高并振捣。

(2)高位浇注步骤

将墙砌至全高然后浇注,系施工配筋砌体的经济方法。它允许砌工连续砌筑而不等待浇注。当墙和浇注高度大于1.5m时,采用高位浇注。

对高位浇注施工,必须设置清扫孔,注芯砼必须用机械振捣。

1)所有块体均采用端头挤浆砌筑,水平缝应饱满。

2)2.4m高墙的浇注空间宽度至少38mm(细注芯砼)和50mm(粗注芯砼),但对粗注芯砼的最小浇注宽度必须满足设置竖向和水平钢筋和适当的公差要求。对墙高大于2.4m和高达7.3m时,注芯砼的浇注空间应更宽。

3)双叶墙必须用拉结件连接,矩形拉结件的直径不小于5mm,长50mm,宽为墙厚减50mm,用单肢Z形拉结件时,直径应不小于5mm。

可用灰缝钢筋连接叶墙,竖向间距不大于400mm,每0.185m2的墙面应有一个矩形、Z形拉结件,或灰缝钢筋的一根横向钢筋。

4)对每个总浇注高度,应在墙底部隔砖设置清扫孔。

5)必须清除浇注空间内的所有掉落的砂浆和其它外来材料,检查后浇注前封闭清扫孔。

6)在浇注前砌体墙应进行养护,养护时间在温暖天气不小于3天,冷天不少于5天,以获得强度。这种拖延要比低位浇注长得多,因为浇注的高度可达7.3m,对叶墙施加了一个极大的横向压力。应用拉结件保证墙体避免起鼓或胀开。

7)在整个墙高浇注空间的横向必须设置竖向隔断或阻断坝,以控制注芯砼的水平流动。间断的间距不应大于9m。

8)注芯砼必须充分搅拌,并应具有足够的流动性,适合泵送。注芯砼应在初凝前和加水搅料后1.5小时内浇灌完毕。

9)每次连续浇注的高度不大于1.8m,约在3~10分钟,块体将多余的水分吸收后,必须用机械振捣。

应在每次浇注的时间间隔不大于1小时的情况下,在一天内完成任何有控制隔断区间全部高度的浇注。

14.3.2空心粘上砖和空心砼砌块墙

(1)低位浇注步骤(总浇注高度≤1.5m)

1)砌空心配筋砌体墙高不大于1.5m。竖缝应用不小于块体纵面厚度的砂浆填实。

2)要浇注的竖孔必须上下对齐,保持干净,竖向贯通。

3)浇注直至块体顶部以下和水平钢筋之上,以保证钢筋完全处于注芯砼中。

4)对仅在有竖向和水平钢筋的位置注芯的墙,可在块体的顶面铺设膨胀金属网或其它不影响粘结的材料,使系梁和水平钢筋处于注芯砼中。为使注芯砼仅在有钢筋的孔洞中,应在不注芯的孔洞上设置金属网或其它屏蔽材料。在系梁下和竖向钢筋孔洞之间用金属网,在要注芯的孔的横肋上座砂浆,防止注芯砼泄漏。

5)对灌实的墙,将注芯砼浇至块体顶部以下38mm,或水平钢筋以上至少13mm。

6)用振捣器振捣。

7)当浇注间隔的时间≥1小时,应在被浇注的最上边块体的顶面以下38mm处留水平施工缝。

(2)高位浇注步骤

1)配筋空心砌块砌体最大可砌至7.3m,但必须确保要注芯孔洞的竖向贯通。墙和构成浇注孔的横肋应满座浆,以防止局部注芯墙注芯砼的泄漏,竖缝应用不小于块体纵面厚度的砂浆填实。

2)要浇注的竖孔必须保持干净,竖向贯通。

3)当每个竖向钢筋的孔的浇注高度大于1.5m时,要留清扫孔。应清除孔内任何突出的砂浆,其它障碍物、碎片等。清扫孔需经检查、封闭后方可浇注。

4)竖向钢筋应在底部、顶部和在中部间距不大于200d处就位固定。

5)对局部注芯的墙,所有设置钢筋的孔洞必须浇灌注芯砼。对所有孔洞全灌实的墙必须全部注芯。每段(次)浇注的最大高度为1.8m。浇注后应用机械振捣,当过多的水被块体吸收后,应进行再振捣,但必须在注芯砼失去塑性之前,常常是在浇注后3~5分钟,过多的水分被块体吸收后进行振捣。

6)当浇注间隔≥1小时,应在要浇注的最上的砌块顶部以下至少38mm处作成水平施工缝。水平钢筋应全部埋于未被扰动的注芯砼中。

15、清扫孔

清扫孔设置在墙的下部,用于清除掉落的砂浆和其它杂物。清扫孔可用抽出一个砌块,取下面壳或在面壳上割孔形成。

对全部灌实的墙体,需在每个有竖向钢筋的底部留清扫孔,其间距不大于800mm。当需要时,对全部灌实的砌体,应在每个竖向钢筋的底部留清扫孔,其中距不应大于800mm。如墙局部注芯,应仅在有钢筋的位置留清扫孔,但中距不大于1200mm,这是在地震区的最大间距。在墙的底部,浇注空间可用松散的砂层覆盖,以防止落下的砂浆粘在基础上。

当砌完后,用钢棒或25X50的木方将所有突出的灰缝砂浆敲掉,并将这些碎片从浇注孔中用风吹出、用水冲出或用手清理干净。所说的“干净”并不是外科要求的“干净”,但仅仅是无松散有害的东西留在要注芯的部位。清扫孔可用一个砌块,一片面壳、一块模板封闭,并加支撑以承受注芯砼的压力,如采用认可的措施使浇注空间保持干净,可不留清扫孔。

16、低位浇注的优点

(1)不需留清扫孔

(2)检查人员可用肉眼检查孔洞底部是否清洁,有无过多突出的砂浆,检验钢筋的位置和浇注前所有的墙体,因为浇注高度才1.5m以内。低位浇注后的墙体,随着砌筑和浇注而获得强度。

17、高位浇注的优点

在高位浇注中,墙的检查快、容易和完全,检查孔洞、钢筋和浇注可一次完成。

用高位浇注法浇注使墙受到的横向压力可能比设计荷载大得多。如墙的砌筑质量不好,可能发生胀开或起鼓,在这方面砌体墙的注芯变为自检。

18、浇注方法

当钢筋已就位和砂浆未过多的突出在浇注空间,则该墙具备浇注条件。通常施工单位根据浇注的位置和数量,选择浇注的方法。

对少量的注芯砼常用提桶,特别是浇注局部注芯墙的水平系梁更是如此。大的吊桶、料斗或砼泵可直接为墙的顶部供应大量的注芯砼。注芯砼完全包围钢筋,并将其与砌体块体粘结成一起,形成一个很牢固的整体结构体系。

19、振捣

像砼一样注芯砼必须振捣。振捣消除孔隙,使注芯砼围绕钢筋、砂浆和块体的突出部位流动。

每次浇注高度不大于300mm时可用夯实棒振捣,每次浇注高度大于300mm时,必须采用机械振捣。因为在浇注空间只有很小体积的注芯砼要振捣,在每处的机械振捣时间只需几秒钟,重要的是不要过长时间的振捣,以避免胀开块体面壳或挤出块体。

在浇注后约3~5分钟,过多的水被砌体块体吸收。随着注芯砼的失水,会产生微小的孔隙。此时,应对注芯砼进行复振,以消除孔隙,使注芯砼密实。

规范叙述的方法,要求注芯砼浇注后要振捣和过多的水被块体吸收后和注芯砼失去塑性前要复振。必须用机械振捣。

在注芯砼和砌体块体间的界面,可能由于注芯砼的失水存在一个很薄的水膜。如不振捣在注芯砼和块体间将会存在轻微的分离。适当的振捣堵塞了这种间隙,确保注芯砼与砌体块体的粘结而形成整体。

可在上次浇注的顶部马上进行下一次的浇注、振捣和复振。如两次浇注的间隔过长,应在块体顶部以下停止浇注,形成剪力键。

正常条件下,注芯砌体墙无需特殊的养护。注芯砼中大部分的水由砌体块体吸收。水的存在有助于普通水泥的养护(水化和强度增长)。

20、热天和冷天施工

当天气非常热而干,可能需要在浇注前在墙的外部洒水润湿,冷却墙体,防止水泥的突然硬化。当在冷天砌筑时,可能需要封闭或遮盖保护以防止冻结。应参照有关出版物和可用的规范关于在不利条件下的施工操作要点和程序。

21、注芯砼强度的检验

为确定注芯砼的抗压强度,要制作反映注芯砼在墙体中硬化条件的试件。试件的模子建议由施工砌筑时相同湿度条件的块体组成。这些块体砌成一个约为75mmXl50mm或100mmX200mm,高度为宽度两倍的空间。该空间周边衬以吸水纸或多孔隔层,防止注芯砼与块体的粘结,但仍然允许吸收过多的水分。

将有代表性的注芯砼样品浇入模内、振捣,在48小时内保持湿度和不被扰动,然后将试件送入试验室的湿养护室直至试验。

注芯砼的最小抗压强度必须大于14MPa。这个抗压强度保证注芯砼与钢筋的粘结和力传递的适当强度。

21.1其它方法

一些试验室和检查员用在粘土或砼块体孔中浇注制备注芯砼试件,待注芯砼结硬数天后,将块体外壳打破取出试件,供下列试验使用之:

1)直接进行试验,并对高度和面积进行调整。

2)锯成95X95X190(mm)的棱柱体并试验。

3)用钻取出直径75~100mm的注芯砼圆柱体,然后试验。

22、高强砌体

当规定为高强砌体时,建议采用高强注芯砼,在砼砌体的情况下,注芯砼应与砼砌块的强度相同。

对粘上砖砌体,砖与空心砖的强度通常很高,注芯砼应符合UBC表24-B的比例要求。然而总是允许作棱柱体试验,建立注芯砼的强度,获得需要的砌体抗压强度,但注芯砼的强度必须大于14MPa。

(苑振芳)

来源:中国论文下载中心

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