一種砌筑框架填充墻的再生骨料石粉抗震型空心砌塊及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于土建工程砌筑材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種砌筑框架填充墻的再生骨 料石粉抗震型空心砌塊，本發(fā)明還涉及一種砌筑框架填充墻的再生骨料石粉抗震型空心砌 塊的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 框架填充墻是指在框架結(jié)構(gòu)中砌筑于柱子之間的墻體。20世紀(jì)60年代前，框架填 充墻的設(shè)計(jì)并不受重視，一直認(rèn)為它只是起圍護(hù)和分隔作用的"非結(jié)構(gòu)"構(gòu)件；1964年，美 國(guó)阿拉斯加南部發(fā)生了震級(jí)里氏9. 2級(jí)大地震發(fā)現(xiàn)，"非結(jié)構(gòu)"構(gòu)件的破壞損失大大超過主 體框架結(jié)構(gòu)損失，"非結(jié)構(gòu)"構(gòu)件的抗震問題才開始為人們所關(guān)注；我國(guó)是在1976年唐山發(fā) 生了震級(jí)里氏7. 8級(jí)災(zāi)難性地震后也開始關(guān)注該問題，尤其2008年汶川震級(jí)里氏8. 0級(jí)大 地震后該問題已得到高度重視?？蚣芴畛鋲ψ鳛?非結(jié)構(gòu)"構(gòu)件不僅起圍護(hù)和分隔作用，實(shí) 際上還參與承擔(dān)了相當(dāng)部分的地震作用。
[0003] 作為砌筑框架結(jié)構(gòu)中填充墻的砌筑材料，其發(fā)展首先是以實(shí)心黏土磚為代表的傳 統(tǒng)墻體材料向以混凝土空心砌塊、粉煤灰砌塊、加氣混凝土砌塊為代表的新型墻體材料方 向發(fā)展，然后再向以廢棄混凝土加工制得的再生骨料為主要原料所生產(chǎn)的再生骨料空心砌 塊為代表的符合國(guó)家節(jié)能減排、低碳、保護(hù)土地資源戰(zhàn)略方針的新型墻體材料方向發(fā)展。關(guān) 于再生骨料混凝土技術(shù)的研究，諸如德國(guó)、美國(guó)、日本等國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家起步早，在再生骨料 混凝土空心砌塊方面的研究并取得了豐碩成果。我國(guó)在這方面的研究起步晚，上個(gè)世紀(jì)，應(yīng) 砌筑框架填充墻仍然是以實(shí)心黏土磚為代表的傳統(tǒng)墻體材料，由于實(shí)心黏土磚為代表的傳 統(tǒng)墻體材料不論從對(duì)土地破壞、資源與能源耗費(fèi)以及對(duì)環(huán)境污染的任何一個(gè)角度來分析， 都不符合可持續(xù)發(fā)展和國(guó)家墻體改革政策要求。
[0004] 進(jìn)入21世紀(jì)，隨著綠色建筑的理念不斷深入人心，在使砌筑框架填充墻的綠色建 筑材料關(guān)注度也在不斷提高，對(duì)綠色建筑材料尤其是再生骨料空心砌塊方面的研發(fā)和制備 工藝技術(shù)水平也在大幅提升。與以實(shí)心黏土磚為代表的傳統(tǒng)墻體材料和普通砌塊相比，由 于再生骨料石粉抗震型空心砌塊對(duì)于節(jié)能減排、低碳、保護(hù)土地資源作用顯著，因此，再生 骨料石粉抗震型空心砌塊符合國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略方針的新型墻體材料，更是替代實(shí)心黏 土磚和普通砌塊的綠色建筑材料；由于再生骨料石粉抗震型空心砌塊空洞率高，表觀密度 小，輕質(zhì)，抗壓、抗折和抗剪強(qiáng)度高，為提高框架填充墻的抗震性能創(chuàng)造了條件；同時(shí)，通過 對(duì)3片不同豎向荷載作用下由再生骨料石粉抗震型空心砌塊砌筑的框架填充墻進(jìn)行水平 低周反復(fù)荷載試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該框架填充墻的F-U滯回曲線較為豐滿，位移延性系數(shù)（d。） 大，延性好，等效黏滯阻尼系數(shù)OO大，耗能能力強(qiáng)，抗震性能良好?？梢?，再生骨料石粉抗 震型空心砌塊可砌筑框架填充墻，且具有良好的抗震性能。
[0005] 國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者針對(duì)再生骨料空心砌塊性能方面進(jìn)行了一定研究并做了 一些報(bào) 告。 如"Strength and insulating properties ofbuilding blocks made from waste materials"研究了由再生混凝土、蛭石、聚苯乙烯珠粒制成的輕質(zhì)再生砌塊以及用其砌 成的柱構(gòu)件的抗壓強(qiáng)度和導(dǎo)熱能力；"Research ofrecycled bearing concrete hollow block"探索了再生骨料取代率及水灰比對(duì)再生骨料混凝土空心砌塊抗壓強(qiáng)度的影響；"再 生混凝土空心砌塊受壓性能分析"提出通過添加聚丙烯纖維有助于提高再生混凝土砌塊抗 裂性能；"建筑垃圾作骨料生產(chǎn)保溫砌塊的研究"認(rèn)為將再生骨料與聚苯乙烯混合作為骨料 制作成砌塊，可以用于填充墻結(jié)構(gòu)，并具有一定保溫性能。這些研究報(bào)告主要集中在其力學(xué) 性能、輕型、保溫等性能方面，對(duì)其抗震性能方面的研究報(bào)告還相對(duì)較少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種砌筑框架填充墻的再生骨料石粉抗震型空心砌塊，該種 再生骨料石粉抗震型空心砌塊不僅在節(jié)能減排、低碳、保護(hù)土地資源方面發(fā)揮了重要作用， 而且其空洞率高，表觀密度小，輕質(zhì)，抗壓、抗折和抗剪強(qiáng)度高，砌塊砌體抗震性能好。
[0007] 本發(fā)明的另一目的是提供一種砌筑框架填充墻的再生骨料石粉抗震型空心砌塊 的制備方法，本發(fā)明是以廢棄混凝土經(jīng)過加工所得的再生粗骨料、細(xì)骨料（可用再生細(xì)骨 料替代）和石材加工廢棄石粉為主要原材料、加入水泥、水、聚羧酸高效減水劑等其他原 料，通過混合、攪拌、成型、靜置、養(yǎng)護(hù)后即得該種砌筑框架填充墻的再生骨料石粉抗震型空 心砌塊。
[0008] 本發(fā)明所采用的第一技術(shù)方案是，種砌筑框架填充墻的再生骨料石粉抗震型空心 砌塊，包括長(zhǎng)方體殼體，殼體的內(nèi)部設(shè)置有兩個(gè)長(zhǎng)方體孔，殼體的頂面和底面上均設(shè)置有第 一凹槽，殼體的四個(gè)側(cè)面上均設(shè)置有第二凹槽。
[0009] 進(jìn)一步地，每個(gè)面上的第一凹槽設(shè)置有3個(gè)。
[0010] 進(jìn)一步地，每個(gè)面上的第二凹槽設(shè)置有2個(gè)。
[0011] 進(jìn)一步地，兩個(gè)長(zhǎng)方體孔之間形成的肋的厚度為40mm;殼體的外壁的厚度為 35mm〇
[0012] 本發(fā)明所采用的第二技術(shù)方案是，一種砌筑框架填充墻的再生骨料石粉抗震型空 心砌塊的制備方法，制備得到砌筑框架填充墻的再生骨料石粉抗震型空心砌塊，包括以下 步驟：
[0013] 首先對(duì)水泥、石粉、細(xì)骨料進(jìn)行輪碾混合，攪拌均勻后，再加入聚羧酸高效減水劑 和水，仍然保持?jǐn)嚢?，直至保證水泥漿料能夠完全包裹細(xì)骨料顆粒；然后再加入再生粗骨 料，并繼續(xù)加入剩余的聚羧酸高效減水劑和水，經(jīng)強(qiáng)制攪拌均勻后制得干性再生骨料石粉 混凝土，將干性再生骨料石粉混凝土分批送入液壓成型機(jī)，經(jīng)高頻振動(dòng)加壓成型即得半成 品；半成品經(jīng)過靜置12~24h后，再經(jīng)蒸壓養(yǎng)護(hù)10~12h，即制得一種砌筑框架填充墻的 再生骨料石粉抗震型空心砌塊成品。
[0014] 進(jìn)一步地，水泥、再生粗骨料、石粉、細(xì)骨料、水的質(zhì)量比為1 : (2.95~ 4. 75) : (0· 60 ~0· 90) : (2. 65 ~2. 95) : (0· 35 ~0· 50)。
[0015] 進(jìn)一步地，細(xì)骨料用再生細(xì)骨料替代，其質(zhì)量取代率取50%。
[0016] 進(jìn)一步地，聚羧酸高效減水劑為自制的AMPS改性聚丙烯酸高效減水劑，其摻量為 水泥質(zhì)量的0.6~1.5%。
[0017] 進(jìn)一步地，自制的AMPS改性聚丙烯酸高效減水劑通過以下步驟制備得到：采用 水溶液聚合法，先把丙烯酸和聚乙二醇單甲醚丙烯酸酯配成具有一定質(zhì)量濃度混合單體溶 液，再將引發(fā)劑過硫酸銨配成一定質(zhì)量濃度溶液，然后向裝有溫度計(jì)、機(jī)械攪拌裝置、冷凝 回流及恒壓滴液裝置的四口燒瓶中加入一定量的水、甲基丙烯磺酸鈉和2-丙烯酰胺-2-甲 基丙烯磺酸鈉，通氮并攪拌，加熱至反應(yīng)溫度70~90°C后，分別滴加混合單體溶液和過硫 酸銨溶液，混合單體溶液先于APS溶液滴加完畢，在1. 5~2. 5h滴加完畢后，繼續(xù)保持恒溫 反應(yīng)2h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，然后加入一定質(zhì)量濃度氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)pH = 7,即得 自制的AMPS改性聚丙烯酸高效減水劑。
[0018] 進(jìn)一步地，η(聚乙二醇單甲醚丙烯酸酯）：η(甲基丙烯磺酸鈉）：n(2-丙烯酰 胺-2-甲基丙烯磺酸鈉 ）：η (丙烯酸）=I. 0 : (I. 0~2. 5) : (I. 0~3. 0) : (5. 5~ 7. 0)，聚乙二醇單甲醚丙烯酸酯中的聚乙二醇單甲醚的相對(duì)分子質(zhì)量為400~1200,引發(fā) 劑過硫酸銨用量為混合單體溶液總質(zhì)量的6%，所述聚合反應(yīng)溫度為70~90°C和聚合反應(yīng) 時(shí)間為3. 5~4. 5h。
[0019] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明按以上方法制得的一種砌筑框架填充墻的再生骨料 石粉抗震型空心砌塊，其外觀尺寸：長(zhǎng)度為390_，寬度為190_，高度為190_，設(shè)有2個(gè)倒 角長(zhǎng)方形孔，尺寸為140mmX 120mm，外壁厚和肋厚分別為35mm和40mm，空心率大于45%，表 觀密度小于900kg/m3;在砌塊的兩頂面和兩條面上分別設(shè)有3個(gè)小凹槽和2個(gè)小凹槽，填滿 砂楽后有利于提尚框架填充墻抗剪能力。
[0020] 按以上方法制得的一種砌筑框架填充墻的再生骨料石粉抗震型空心砌塊，參考 《混凝土砌塊和磚試驗(yàn)方法》(GB/T 4111-2013)進(jìn)行測(cè)試，其抗壓、抗折和抗剪強(qiáng)度分別可 達(dá)8. 60MPa以上、I. 30MPa以上和0.1 OMPa以上；通過對(duì)3片不同豎向荷載作用下由該種砌 筑框架填充墻的再生骨料石粉抗震型空心砌塊砌筑的框架填充墻進(jìn)行水平低周反復(fù)荷載 試驗(yàn)，該框架填充墻滯回曲線飽滿，延性好，耗能能力強(qiáng)，具有良好的抗震性能。由此可見， 本發(fā)明所述的一種砌筑框架填充墻的再生骨料石粉抗震型空心砌塊不僅具有空心率高、表 觀密度小、輕質(zhì)的特點(diǎn)，同時(shí)具有良好的抗壓、抗折、抗剪強(qiáng)度等基本力學(xué)性能；當(dāng)該再生骨 料石粉抗震型空心砌塊作為框架填充墻時(shí)，還具有滯回曲線飽滿，延性好，耗能能力強(qiáng)，具 有良好的抗震性能。
【附圖說明】
[0021] 圖1是本發(fā)明砌筑框架填充墻的再生骨料石粉抗震型空心砌塊的剖視圖；
[0022] 圖2是本發(fā)明砌筑框架填充墻的再生骨料石粉抗震型空心砌塊的俯視圖；
[0023] 圖3是本發(fā)明砌筑框架填充墻的再生骨料石粉抗震型空心砌塊的左視圖。
[0024] 圖中，1.殼體，2.長(zhǎng)方體孔，3.第一凹槽，4.第二凹槽，5.肋，6.外壁。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0026] 本發(fā)明提供一種砌筑框架填充墻的再生骨料石粉抗震型空心砌塊，如圖1至如3 所示，包括長(zhǎng)方體殼體1，殼體1的內(nèi)部設(shè)置有兩個(gè)長(zhǎng)方體孔2,殼體1的頂面和底面上均設(shè) 置有第一凹