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装配式混凝土建筑隔墙冲击性能试验研究

2023-10-17罗创涟涂启华

广东建材 2023年10期
关键词:隔墙板分户隔墙

罗创涟 涂启华

(广州广检建设工程检测中心有限公司)

0 引言

在装配式建筑中采用轻质墙板作为建筑物隔墙是一种较为普遍的做法,尽管在装配式结构中隔墙为非承重构件,但作为一种建筑分隔空间的构件,在正常使用中仍有可能遭受人员对隔墙冲击荷载作用的工况。为保障人民生命财产安全,保证建筑使用功能正常发挥,对隔墙抗冲击性能进行实体质量检测有其必要性。根据广东省装配式结构检测和验收标准要求[1-2],装配式建筑隔墙安装完成后,需要模拟实际使用中人员对隔墙产生的冲击工况,在现场进行冲击性能检验,即利用冲击试验设备对分户隔墙取成年男子平均体重(70kg)作为冲击质量,对套内隔墙采用质量为30kg 冲击体进行试验。对隔墙施工质量冲击试验结果合格判定,根据卸载后残余变形(不超过1mm)以及是否会产生可见墙面裂缝、连接裂缝、错位变形综合判断墙板的抗冲击效果。

1 隔墙板

ALC 轻质隔墙板,又称蒸压加气轻质混凝土板,属于新型建筑节能产品,是以粉煤灰、水泥、石灰等为主原料,经过高压蒸汽养护而成的多气孔混凝土成型板材,内含经过处理的增强钢筋,适用于工业与民用建筑的非承重轻质内隔墙板。具有重量轻,设计荷载小;质地疏松多孔,隔音保温效果好;安装方便,施工速度快;造价低,生产工业化标准化等优点,在高层建筑及工业厂房建筑分隔空间中获得广泛应用。其产品质量需符合[3-4]规定的外观无板面露筋、泛霜、纵横向贯通裂缝,尺寸偏差,物理力学性能指标包括抗冲击性能、抗弯破坏性能、抗压强度、吊挂力、软化系数、耐火极限、空气声隔声等,只有进场前产品质量检验合格并取得产品质量合格证,才允许运至现场使用,规范还对运输、贮存场所、贮存期限都有明确要求。为保证施工安装质量,检验合格的隔墙运至现场安装,还需遵循一定的施工工艺流程:基层处理→板材弹线、切割→固定U 型卡→板块安装→垂直度、平整度校对→底缝填塞砂浆→顶缝发泡剂填塞→挂网补缝→养护,才能保证安装后的隔墙抗冲击性能满足要求。

2 试验目的

作为装配式新型建筑节能产品,尽管在出厂前力学性能检验合格,但在实际工程中,隔墙与相邻主体结构构件之间多采用较简单的连接方式(如专用砂浆粘结),构件的边界条件与试验室存在较大差异,连接处破坏也会导致隔墙抵抗冲击性能失效。装配式隔墙冲击试验的试验目的是评估隔墙的冲击性能,检测其防冲击效果。通过装配式隔墙冲击试验法,模拟实际使用中人员对隔墙产生的冲击工况,对隔墙的抗冲击能力进行评估,检验产品质量及施工安装质量情况,保障人民生命财产安全,指导隔墙的设计、施工。

3 试验设备

冲击体由两个轮胎、配重块和其他连接件组成,其组成结构如图1 所示,轮胎内压力宜为0.35N/mm2±0.02N/mm2;内隔墙冲击体的总重量宜为30kg±0.1kg,分户隔墙冲击体的总重量宜为70kg±0.1kg。试验后裂缝宽度采用读数精度为0.01mm 的智能裂缝测宽仪进行检测,隔墙板试验后残余变形采用读数精度为0.01mm 百分表进行记录,提升高度用钢卷尺或铝合金塔尺进行测量。

图1 冲击体结构示意图

4 试验方法

套内隔墙冲击体质量为30kg,分户隔墙冲击体质量为70kg,因此,悬挂冲击体的挂点应足够坚固,现场在结构楼板上钻孔穿螺杆用直径5mm 的不锈钢钢丝悬挂。冲击体和悬挂绳在自由状态时,轮胎外缘与试件表面的距离宜为5mm~15mm,冲击体的几何中心应位于被测冲击点以50mm 为半径圆形的范围内。为保证冲击能量,冲击体提升高度需准确测量,保持冲击体中心线和悬挂绳中心线在同一条直线上,并确保冲击体被释放后能够自由摆动。冲击点应符合设计要求,当设计无要求时,可选择墙板中心位置或楼板高度1.5m 处。按势能与动能相等原理,取成年男子正常跑步速度(10km/h)计算得到冲击体最大下落高度为0.45m,即为冲击体提升高度。每个试验构件反复进行5 次冲击,试验过程中避免因弹性产生的二次冲击。见图2。

5 结果判定

采用裂缝测宽仪检测裂缝宽度,百分表记录试件位移变形,省标检测和验收标准[1-2]从裂缝、变形变位及残余变形3 个控制指标上,对冲击试验隔墙进行合格判定,规定在完成反复5 次冲击后,试验墙体出现下列情况之一的,判为不合格:①隔墙板面出现肉眼可见裂缝;②隔墙左右两侧拼缝、上下连接位置处出现明显变位;③最大残余变形超过1mm。

6 试验项目

项目位于广州市,地上13 层,地下1 层局部2 层,建筑物总高度为39.45m,结构层高3.0m,装配式剪力墙结构,预制构件范围2 层~屋面层,包括预制内隔墙板、叠合板预制底板、预制楼梯、预制飘窗。套内隔墙截面尺寸为2400mm×600mm×100mm,分户隔墙截面尺寸为2400mm×600mm×200mm,为检验预制隔墙施工安装质量情况,在单位工程标准层中随机抽取同类型、同种连接方式的套内隔墙和分户隔墙各1 块进行冲击性能试验。试验前仔细检查隔墙试件表面状态,尤其是墙板间拼缝和顶部底部连接处有无开裂变形。在待试验隔墙对应位置安装冲击装置,冲击点选在隔墙板中心位置,在隔墙板冲击面的对面中线的上部离端面2cm、中间部位、下部离端面2cm 三个位置安装变形观测百分表,记录冲击后试验隔墙板的变形。试验过程见图3~图4,套内隔墙、分户隔墙在5 次冲击试验过程中测读残余变形见图5~图6。

图3 冲击体提升

图4 残余变形读数

图5 冲击试验后套内隔墙残余变形

图6 冲击试验后分户隔墙残余变形

每次冲击完成后,检查试验隔墙板面、墙板间拼缝及上下连接部位均无开裂变形,填缝粘结砂浆无脱粘松动现象。套内隔墙5次冲击后最大残余变形0.17mm,分户隔墙5 次冲击试验后最大残余变形为0.15mm。冲击体撞击试验隔墙瞬间,观察百分表指针可见试件发现微小振动,静置几秒后振动停止,隔墙构件安装稳固牢靠,抵抗冲击性能良好,试验结果评定为合格。

7 结论

⑴按检测规范和验收标准在装配式隔墙安装完成后进行冲击性能实体试验,可以准确判定隔墙施工安装质量情况,指导装配式隔墙的设计和施工。

⑵由于冲击体质量较大,冲击体固定螺杆需安装牢固,悬挂钢丝绳需经常检查有无断丝、磨损,及时更换以保证试验安全。为达到模拟实际使用中人员对隔墙产生的冲击工况,冲击体的提升高度0.45m±0.02m 需准确测量,同时在试验过程中要避免冲击体冲击后因弹性产生的反复撞击。

⑶在案例试验项目使用的隔墙冲击装置,冲击体主要采用人力提升,对于小开间房屋进行试验时,耗费人力,操作不方便,冲击体提升可以改进为机械自动提升。

⑷现有隔墙冲击试验是在不影响墙体正常使用的前提下进行的,还需要开展承载能力极限状态下装配式隔墙冲击试验。

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