裝配式混凝土建筑隔墻沖擊性能試驗研究

羅創(chuàng)漣 涂啟華

（廣州廣檢建設(shè)工程檢測中心有限公司）

0 引言

在裝配式建筑中采用輕質(zhì)墻板作為建筑物隔墻是一種較為普遍的做法，盡管在裝配式結(jié)構(gòu)中隔墻為非承重構(gòu)件，但作為一種建筑分隔空間的構(gòu)件，在正常使用中仍有可能遭受人員對隔墻沖擊荷載作用的工況。為保障人民生命財產(chǎn)安全，保證建筑使用功能正常發(fā)揮，對隔墻抗沖擊性能進行實體質(zhì)量檢測有其必要性。根據(jù)廣東省裝配式結(jié)構(gòu)檢測和驗收標準要求[1-2]，裝配式建筑隔墻安裝完成后，需要模擬實際使用中人員對隔墻產(chǎn)生的沖擊工況，在現(xiàn)場進行沖擊性能檢驗，即利用沖擊試驗設(shè)備對分戶隔墻取成年男子平均體重（70kg）作為沖擊質(zhì)量，對套內(nèi)隔墻采用質(zhì)量為30kg 沖擊體進行試驗。對隔墻施工質(zhì)量沖擊試驗結(jié)果合格判定，根據(jù)卸載后殘余變形（不超過1mm）以及是否會產(chǎn)生可見墻面裂縫、連接裂縫、錯位變形綜合判斷墻板的抗沖擊效果。

1 隔墻板

ALC 輕質(zhì)隔墻板，又稱蒸壓加氣輕質(zhì)混凝土板，屬于新型建筑節(jié)能產(chǎn)品，是以粉煤灰、水泥、石灰等為主原料，經(jīng)過高壓蒸汽養(yǎng)護而成的多氣孔混凝土成型板材，內(nèi)含經(jīng)過處理的增強鋼筋，適用于工業(yè)與民用建筑的非承重輕質(zhì)內(nèi)隔墻板。具有重量輕，設(shè)計荷載?。毁|(zhì)地疏松多孔，隔音保溫效果好；安裝方便，施工速度快；造價低，生產(chǎn)工業(yè)化標準化等優(yōu)點，在高層建筑及工業(yè)廠房建筑分隔空間中獲得廣泛應(yīng)用。其產(chǎn)品質(zhì)量需符合[3-4]規(guī)定的外觀無板面露筋、泛霜、縱橫向貫通裂縫，尺寸偏差，物理力學(xué)性能指標包括抗沖擊性能、抗彎破壞性能、抗壓強度、吊掛力、軟化系數(shù)、耐火極限、空氣聲隔聲等，只有進場前產(chǎn)品質(zhì)量檢驗合格并取得產(chǎn)品質(zhì)量合格證，才允許運至現(xiàn)場使用，規(guī)范還對運輸、貯存場所、貯存期限都有明確要求。為保證施工安裝質(zhì)量，檢驗合格的隔墻運至現(xiàn)場安裝，還需遵循一定的施工工藝流程：基層處理→板材彈線、切割→固定U 型卡→板塊安裝→垂直度、平整度校對→底縫填塞砂漿→頂縫發(fā)泡劑填塞→掛網(wǎng)補縫→養(yǎng)護，才能保證安裝后的隔墻抗沖擊性能滿足要求。

2 試驗?zāi)康?/h2>

作為裝配式新型建筑節(jié)能產(chǎn)品，盡管在出廠前力學(xué)性能檢驗合格，但在實際工程中，隔墻與相鄰主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間多采用較簡單的連接方式（如專用砂漿粘結(jié)），構(gòu)件的邊界條件與試驗室存在較大差異，連接處破壞也會導(dǎo)致隔墻抵抗沖擊性能失效。裝配式隔墻沖擊試驗的試驗?zāi)康氖窃u估隔墻的沖擊性能，檢測其防沖擊效果。通過裝配式隔墻沖擊試驗法，模擬實際使用中人員對隔墻產(chǎn)生的沖擊工況，對隔墻的抗沖擊能力進行評估，檢驗產(chǎn)品質(zhì)量及施工安裝質(zhì)量情況，保障人民生命財產(chǎn)安全，指導(dǎo)隔墻的設(shè)計、施工。

3 試驗設(shè)備

沖擊體由兩個輪胎、配重塊和其他連接件組成，其組成結(jié)構(gòu)如圖1 所示，輪胎內(nèi)壓力宜為0.35N/mm2±0.02N/mm2；內(nèi)隔墻沖擊體的總重量宜為30kg±0.1kg，分戶隔墻沖擊體的總重量宜為70kg±0.1kg。試驗后裂縫寬度采用讀數(shù)精度為0.01mm 的智能裂縫測寬儀進行檢測，隔墻板試驗后殘余變形采用讀數(shù)精度為0.01mm 百分表進行記錄，提升高度用鋼卷尺或鋁合金塔尺進行測量。

圖1 沖擊體結(jié)構(gòu)示意圖

4 試驗方法

套內(nèi)隔墻沖擊體質(zhì)量為30kg，分戶隔墻沖擊體質(zhì)量為70kg，因此，懸掛沖擊體的掛點應(yīng)足夠堅固，現(xiàn)場在結(jié)構(gòu)樓板上鉆孔穿螺桿用直徑5mm 的不銹鋼鋼絲懸掛。沖擊體和懸掛繩在自由狀態(tài)時，輪胎外緣與試件表面的距離宜為5mm～15mm，沖擊體的幾何中心應(yīng)位于被測沖擊點以50mm 為半徑圓形的范圍內(nèi)。為保證沖擊能量，沖擊體提升高度需準確測量，保持沖擊體中心線和懸掛繩中心線在同一條直線上，并確保沖擊體被釋放后能夠自由擺動。沖擊點應(yīng)符合設(shè)計要求，當設(shè)計無要求時，可選擇墻板中心位置或樓板高度1.5m 處。按勢能與動能相等原理，取成年男子正常跑步速度（10km/h）計算得到?jīng)_擊體最大下落高度為0.45m，即為沖擊體提升高度。每個試驗構(gòu)件反復(fù)進行5 次沖擊，試驗過程中避免因彈性產(chǎn)生的二次沖擊。見圖2。

5 結(jié)果判定

采用裂縫測寬儀檢測裂縫寬度，百分表記錄試件位移變形，省標檢測和驗收標準[1-2]從裂縫、變形變位及殘余變形3 個控制指標上，對沖擊試驗隔墻進行合格判定，規(guī)定在完成反復(fù)5 次沖擊后，試驗墻體出現(xiàn)下列情況之一的，判為不合格：①隔墻板面出現(xiàn)肉眼可見裂縫；②隔墻左右兩側(cè)拼縫、上下連接位置處出現(xiàn)明顯變位；③最大殘余變形超過1mm。

6 試驗項目

項目位于廣州市，地上13 層，地下1 層局部2 層，建筑物總高度為39.45m，結(jié)構(gòu)層高3.0m，裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)，預(yù)制構(gòu)件范圍2 層～屋面層，包括預(yù)制內(nèi)隔墻板、疊合板預(yù)制底板、預(yù)制樓梯、預(yù)制飄窗。套內(nèi)隔墻截面尺寸為2400mm×600mm×100mm，分戶隔墻截面尺寸為2400mm×600mm×200mm，為檢驗預(yù)制隔墻施工安裝質(zhì)量情況，在單位工程標準層中隨機抽取同類型、同種連接方式的套內(nèi)隔墻和分戶隔墻各1 塊進行沖擊性能試驗。試驗前仔細檢查隔墻試件表面狀態(tài)，尤其是墻板間拼縫和頂部底部連接處有無開裂變形。在待試驗隔墻對應(yīng)位置安裝沖擊裝置，沖擊點選在隔墻板中心位置，在隔墻板沖擊面的對面中線的上部離端面2cm、中間部位、下部離端面2cm 三個位置安裝變形觀測百分表，記錄沖擊后試驗隔墻板的變形。試驗過程見圖3～圖4，套內(nèi)隔墻、分戶隔墻在5 次沖擊試驗過程中測讀殘余變形見圖5～圖6。

圖3 沖擊體提升

圖4 殘余變形讀數(shù)

圖5 沖擊試驗后套內(nèi)隔墻殘余變形

圖6 沖擊試驗后分戶隔墻殘余變形

每次沖擊完成后，檢查試驗隔墻板面、墻板間拼縫及上下連接部位均無開裂變形，填縫粘結(jié)砂漿無脫粘松動現(xiàn)象。套內(nèi)隔墻5次沖擊后最大殘余變形0.17mm，分戶隔墻5 次沖擊試驗后最大殘余變形為0.15mm。沖擊體撞擊試驗隔墻瞬間，觀察百分表指針可見試件發(fā)現(xiàn)微小振動，靜置幾秒后振動停止，隔墻構(gòu)件安裝穩(wěn)固牢靠，抵抗沖擊性能良好，試驗結(jié)果評定為合格。

7 結(jié)論

⑴按檢測規(guī)范和驗收標準在裝配式隔墻安裝完成后進行沖擊性能實體試驗，可以準確判定隔墻施工安裝質(zhì)量情況，指導(dǎo)裝配式隔墻的設(shè)計和施工。

⑵由于沖擊體質(zhì)量較大，沖擊體固定螺桿需安裝牢固，懸掛鋼絲繩需經(jīng)常檢查有無斷絲、磨損，及時更換以保證試驗安全。為達到模擬實際使用中人員對隔墻產(chǎn)生的沖擊工況，沖擊體的提升高度0.45m±0.02m 需準確測量，同時在試驗過程中要避免沖擊體沖擊后因彈性產(chǎn)生的反復(fù)撞擊。

⑶在案例試驗項目使用的隔墻沖擊裝置，沖擊體主要采用人力提升，對于小開間房屋進行試驗時，耗費人力，操作不方便，沖擊體提升可以改進為機械自動提升。

⑷現(xiàn)有隔墻沖擊試驗是在不影響墻體正常使用的前提下進行的，還需要開展承載能力極限狀態(tài)下裝配式隔墻沖擊試驗。