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砂浆空鼓的形成机制分析

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:单位面积所受的极限拉伸剪切应力即为砂浆的拉伸剪切强度,单位为MPa。对于脆性材料,基层界面处的拉伸剪切强度也远低于砂浆的抗压强度。在拉伸剪切应力作用下,很小的变形就会导致砂浆层与基层的脱开或滑移,这是砂浆产生空鼓的根源。图7-1墙体空鼓与界面粗糙度示意图

砂浆空鼓的形成机制分析

1.砂浆与基材界面的剪切破坏

砂浆的极限拉伸剪切应力是指砂浆层与基层之间进行拉伸剪切试验时,试样直至断裂为止所受的最大拉伸剪切应力,单位为KN。单位面积所受的极限拉伸剪切应力即为砂浆的拉伸剪切强度,单位为MPa。

对于脆性材料,基层界面处的拉伸剪切强度也远低于砂浆的抗压强度。在拉伸剪切应力作用下,很小的变形就会导致砂浆层与基层的脱开或滑移,这是砂浆产生空鼓的根源。空鼓主要取决于砂浆层与基层所受的拉伸剪切应力与界面的极限拉伸剪切应力之间的大小关系。当所受的拉伸剪切应力大于极限拉伸剪切应力时,砂浆层与基层之间将产生滑移或脱开,从而产生空鼓;反之,将不会产生空鼓。即:

σt>Rc  空鼓

σt<Rc  不空鼓

式中:σt——砂浆层与基层界面受到的拉伸剪切应力;

Rc——砂浆的极限拉伸剪切应力(单位面积的极限拉伸剪切应力即为拉伸剪切强度)。

砂浆层与基层界面处所受的拉伸剪切应力σt,有的是外部施加的,如受到外部震动、冲击,或由于基层开裂等,但是,最常见的情况是砂浆层与基层变形不一致而产生的。

2.砂浆与基层界面的拉伸剪切强度

砂浆层与基层的拉伸剪切强度主要取决于以下两方面:一是砂浆层与基层之间的黏结力;二是砂浆层与基层之间的摩擦力。砂浆层与基层之间的黏结力与砂浆及基层的性质、砂浆的养护情况等因素有关。通常情况下,砂浆层与基层之间的界面是薄弱区,黏结力较差。砂浆层与基层之间的摩擦主要是两者之间的咬合摩擦,因而与基层的粗糙度有关,粗糙度越大,咬合作用越明显,发生滑移的摩擦力越大,相应地,砂浆层与基层之间的拉伸剪切强度就越大。(www.xing528.com)

(1)界面薄弱区

砂浆层与基层界面的黏结强度通常比砂浆的黏结强度更低,因此称之为界面薄弱区。界面薄弱区源于基层的边壁效应:当砂浆抹压于具备一定强度的基层时,基层相当于大骨料,打乱了砂浆体系原有的颗粒分布,造成界面处胶凝材料的含量相对降低,而砂的含量相对增加,界面处空隙率也比砂浆基体部分要高。同时,在界面处容易产生微区泌水,并使氢氧化钙和钙矾石水泥水化产物晶体富集和定向排列,从而削弱了水泥水化产物的黏结性。如果消除或减少界面薄弱区,界面的黏结强度就能得到有效提升,从而提升砂浆层与基层之间的拉伸剪切强度。

(2)砂浆层与基层之间的摩擦系数

砂浆层与基层之间的拉伸剪切强度还与两者之间的咬合摩擦有关,摩擦系数越大,其拉伸剪切强度也越大。而摩擦系数与基层的粗糙度有关,基层越粗糙,由于砂浆与基层之间的嵌入、咬合等有效阻止两者发生滑移,从而提高其拉伸剪切强度(见图7-1)。

3.砂浆的变形与空鼓的关系

砂浆层与基层之间产生剪切破坏可能是由于受冲击、震动等外力作用,也可能是由于基层开裂,但是,这样的情况相对比较少,更多的是由于砂浆与基材之间变形不一致。

砂浆与基材变形不一致是由两者之间性质差异所决定的。两者之间的不一致变形是导致砂浆开裂的根源,也是砂浆层与基层产生空鼓的根源。有关砂浆的收缩,以及砂浆与基材之间的不一致变形,已在前面介绍,在此不再赘述。

砂浆与基材之间的不一致变形与所产生的拉伸剪切应力的关系,与前述的不一致变形与所产生的拉伸应力的关系相似,也即砂浆与基材的变形差( εsb)越大,界面处的拉伸剪切应力σt越大。

图7-1 墙体空鼓与界面粗糙度示意图

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