裝配式混凝土建筑隔墻沖擊性能試驗研究

羅創漣 涂啟華

（廣州廣檢建設工程檢測中心有限公司）

0 引言

在裝配式建筑中采用輕質墻板作為建筑物隔墻是一種較為普遍的做法，盡管在裝配式結構中隔墻為非承重構件，但作為一種建筑分隔空間的構件，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安全，保證建筑使用功能正常發揮，對隔墻抗沖擊性能進行實體質量檢測有其必要性。根據廣東省裝配式結構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生的沖擊工況，在現場進行沖擊性能檢驗，即利用沖擊試驗設備對分戶隔墻取成年男子平均體重（70kg）作為沖擊質量，對套內隔墻采用質量為30kg 沖擊體進行試驗。對隔墻施工質量沖擊試驗結果合格判定，根據卸載后殘余變形（不超過1mm）以及是否會產生可見墻面裂縫、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 輕質隔墻板，又稱蒸壓加氣輕質混凝土板，屬于新型建筑節能產品，是以粉煤灰、水泥、石灰等為主原料，經過高壓蒸汽養護而成的多氣孔混凝土成型板材，內含經過處理的增強鋼筋，適用于工業與民用建筑的非承重輕質內隔墻板。具有重量輕，設計荷載小；質地疏松多孔，隔音保溫效果好；安裝方便，施工速度快；造價低，生產工業化標準化等優點，在高層建筑及工業廠房建筑分隔空間中獲得廣泛應用。其產品質量需符合[3-4]規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、耐火極限、空氣聲隔聲等，只有進場前產品質量檢驗合格并取得產品質量合格證，才允許運至現場使用，規范還對運輸、貯存場所、貯存期限都有明確要求。為保證施工安裝質量，檢驗合格的隔墻運至現場安裝，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→頂縫發泡劑填塞→掛網補縫→養護，才能保證安裝后的隔墻抗沖擊性能滿足要求。

2 試驗目的

作為裝配式新型建筑節能產品，盡管在出廠前力學性能檢驗合格，但在實際工程中，隔墻與相鄰主體結構構件之間多采用較簡單的連接方式（如專用砂漿粘結），構件的邊界條件與試驗室存在較大差異，連接處破壞也會導致隔墻抵抗沖擊性能失效。裝配式隔墻沖擊試驗的試驗目的是評估隔墻的沖擊性能，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生的沖擊工況，對隔墻的抗沖擊能力進行評估，檢驗產品質量及施工安裝質量情況，保障人民生命財產安全，指導隔墻的設計、施工。

3 試驗設備

沖擊體由兩個輪胎、配重塊和其他連接件組成，其組成結構如圖1 所示，輪胎內壓力宜為0.35N/mm2±0.02N/mm2；內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 沖擊體結構示意圖

4 試驗方法

套內隔墻沖擊體質量為30kg，分戶隔墻沖擊體質量為70kg，因此，懸掛沖擊體的掛點應足夠堅固，現場在結構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位于被測沖擊點以50mm 為半徑圓形的范圍內。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。沖擊點應符合設計要求，當設計無要求時，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）計算得到沖擊體最大下落高度為0.45m，即為沖擊體提升高度。每個試驗構件反復進行5 次沖擊，試驗過程中避免因彈性產生的二次沖擊。見圖2。

5 結果判定

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，規定在完成反復5 次沖擊后，試驗墻體出現下列情況之一的，判為不合格：①隔墻板面出現肉眼可見裂縫；②隔墻左右兩側拼縫、上下連接位置處出現明顯變位；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，結構層高3.0m，裝配式剪力墻結構，預制構件范圍2 層～屋面層，包括預制內隔墻板、疊合板預制底板、預制樓梯、預制飄窗。套內隔墻截面尺寸為2400mm×600mm×100mm，分戶隔墻截面尺寸為2400mm×600mm×200mm，為檢驗預制隔墻施工安裝質量情況，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，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

圖5 沖擊試驗后套內隔墻殘余變形

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，填縫粘結砂漿無脫粘松動現象。套內隔墻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現微小振動，靜置幾秒后振動停止，隔墻構件安裝穩固牢靠，抵抗沖擊性能良好，試驗結果評定為合格。

7 結論

⑴按檢測規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量情況，指導裝配式隔墻的設計和施工。

⑵由于沖擊體質量較大，沖擊體固定螺桿需安裝牢固，懸掛鋼絲繩需經常檢查有無斷絲、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生的反復撞擊。

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下裝配式隔墻沖擊試驗。