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1、 天津科技大學(xué)外文資料翻譯 天津科技大學(xué)本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文資料翻譯 學(xué)院： 材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院 專業(yè)： 高分子材料與工程 姓名： 阮孝順 學(xué)號(hào)： 10032411 指導(dǎo)教師（簽名）： 2014年 3月 15日 19 基底機(jī)械附著防水體系A(chǔ)CC板 適宜性的確認(rèn)及其高風(fēng)壓下的強(qiáng)度 Michal Bartkoa, Hiroyuki Miyauchia,*, Kyoji Tanakab

2、 a忠南大學(xué)，305-764，大田，南韓 b日本東京工業(yè)大學(xué)，226-8503，神奈川縣，日本 2012年9月7日收到，2013年5月9日收到修改稿，2013年5月19日接受，2013年6月19日發(fā)表 【摘要】受到強(qiáng)風(fēng)的影響，機(jī)械連接防水體系的蒸氣壓混凝土板（AAC）的可靠性需要驗(yàn)證。通過(guò)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)拉伸試驗(yàn)研究AAC面板緊固件的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)最常用的機(jī)械和化學(xué)緊固件的優(yōu)點(diǎn)和AAC斷裂類型進(jìn)行測(cè)試觀察。靜態(tài)強(qiáng)度值介于2.0至5.0kN之間，動(dòng)態(tài)強(qiáng)度下降范圍在１.5到 2.2kN之間。而且，我們創(chuàng)造性的應(yīng)用了彈性粘合劑來(lái)代替常用的環(huán)氧樹脂從而廣泛的消除了ACC斷裂。 我們使用專門設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的

3、恒定負(fù)載型動(dòng)態(tài)測(cè)試儀，檢查完整的機(jī)械連接的防水體系的特征。我們測(cè)試了兩種聚氯乙烯（PVC）卷材的類型和兩種不同的卷材和圓盤連接方法。重復(fù)實(shí)驗(yàn)，直到失敗的次數(shù)高達(dá)100,000次，并記錄在相同強(qiáng)度的強(qiáng)風(fēng)下實(shí)際屋頂發(fā)生的斷裂類型。 也發(fā)現(xiàn)了緊固件的動(dòng)態(tài)強(qiáng)度和完全防水體系之間的關(guān)系，證明了AAC面板有足夠承載力能夠作為機(jī)械連接防水體系的基底，也探究出了確定緊固件最大間距的方法。 2013年愛(ài)思唯爾公司保留所有權(quán)。 【關(guān)鍵詞】：機(jī)械連接防水體系；AAC鑲基板；阻力風(fēng)；靜態(tài)和動(dòng)態(tài)測(cè)試；斷口模式；體系設(shè)計(jì)方法

4、 2013年愛(ài)思唯爾公司保留所有權(quán)。 1. 前言 機(jī)械連接防水體系是一種干式防水體系，有幾個(gè)優(yōu)勢(shì)，比如不受裂縫和聯(lián)合移動(dòng)的影響。該防水體系適用于多種類型的基板，安裝簡(jiǎn)單容易，可以方便的修復(fù)，在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上可行。因此，該體系在日本和全球的使用量正在增長(zhǎng)。蒸壓加氣混凝土板（AAC板）經(jīng)常被用作住宅樓屋頂基底上。 機(jī)械連接體系的目的是要為日本抵御許多臺(tái)風(fēng)的襲擊。從充分實(shí)現(xiàn)防水體系的透視性看，如圖1中所示的負(fù)風(fēng)壓，該行為在低坡屋頂表面，是設(shè)計(jì)緊固件類型和負(fù)風(fēng)壓的基礎(chǔ)。AAC面板常用的緊固件類型如圖2所示?？紤]到跟常規(guī)鋼筋混泥土相比AAC板強(qiáng)度明顯較低，已經(jīng)有人注意到風(fēng)應(yīng)力不持久的AAC

5、緊固件，但在文獻(xiàn)里還未被提到。 圖1 影響防水卷材的風(fēng)向 圖2 蒸汽壓混泥土板的緊固件類型（AAC緊固件類型） 這種防水體系已經(jīng)被安裝在許多帶低坡的屋頂，但不幸的是，常造成了一些重大事故（比如AIJ,2005;RICOWI,2006,2007a,b）。這種機(jī)械式連接體系由若干材料和部件組成，和風(fēng)力載荷一起被傳輸至卷材，隨后傳送到光盤、緊固件，并最終到基板上。對(duì)防水體系發(fā)生會(huì)發(fā)生實(shí)質(zhì)性傷害。 從故障情況看，我們可以從風(fēng)動(dòng)態(tài)重復(fù)特征的影響確定造成的損害，而不是從靜態(tài)特征。圖3總結(jié)了幾種故障。 圖3 機(jī)械連接屋面的可能斷裂類型 測(cè)量是Baskaran（Bask

6、aran 等人進(jìn)行的，1999年，2009年；baskaran，2002；Baskaran和Smith，2005年；）Gerhartd（Gerhardt and Gerbatsch ,1991年;Gerhardt 2011年；Gerhardt 2011年；Gerhardt等人，1990年；Gerhardt和Kramer1990，1992,1986），Miyauch（Miyauchi等人，2008年，2011年）和其他人（Furuichi等人，2006年；Yamble等人，2007；Silva等人，2010年；Fukuda et all，2009）通過(guò)集中在同一基板和不同類型基板上面的體系部件、

7、低重復(fù)頻率和重復(fù)測(cè)試的次數(shù)，通過(guò)觀察屋頂?shù)谋【聿墓囊?，考慮到其壽命長(zhǎng)過(guò)多個(gè)年， 需要大量重復(fù)動(dòng)態(tài)試驗(yàn)。 在這種情形下，我們可以研究安裝AAC面板的緊固件的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性，來(lái)開發(fā)測(cè)試儀器和進(jìn)行抗風(fēng)試驗(yàn)，抗風(fēng)試驗(yàn)的標(biāo)本是由普通機(jī)械連接的防水體系相同的部分組成。 2. 緊固件和AAC基板靜態(tài)拉伸試驗(yàn) 2.1 試樣 制作基板，我們使用專用作低坡屋頂和由聚酰胺（PA）插頭和不銹鋼螺釘組成的最常用的鋼絲網(wǎng)增強(qiáng)的AAC面板。光盤作為防水體系里必不可少的一部分在這里被省略了。基板的厚度為100mm，而直徑為860mm的PA插頭分別插入920mm深的預(yù)鉆孔里。螺絲是設(shè)計(jì)完成后從表面安裝完后，高出表面20

8、mm，以方便用專用夾具夾住?；瘜W(xué)緊固件也用相同的方法制備?；瘜W(xué)劑、環(huán)氧樹脂在安裝插頭前注入到預(yù)鉆孔，圖4給出了測(cè)試用緊固件的安裝方法。 圖4 緊固件的安裝方法 2.2 測(cè)試參數(shù)和條件 我們研究了緊固件的拉伸強(qiáng)度和緊固件強(qiáng)度方向上預(yù)鉆孔直徑的影響。為了完成實(shí)驗(yàn)，使用英斯特朗型應(yīng)力機(jī)，連著緊固件的AAC面板安裝在應(yīng)力機(jī)底部，螺釘通過(guò)夾具牽拉并，固定在應(yīng)力機(jī)的頂端，如圖5所示，測(cè)試速度為1mm/min，測(cè)試參數(shù)已經(jīng)概括在表1中。 圖5 靜態(tài)試驗(yàn)裝置和測(cè)試機(jī) 表1 靜態(tài)拉伸試驗(yàn)參數(shù) 2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 研究極限拉伸強(qiáng)度和AAC基板斷口。圖6給出了機(jī)械緊固件和化學(xué)緊固件之間拉伸強(qiáng)

9、度的關(guān)系和對(duì)預(yù)鉆孔直徑的影響。機(jī)械緊固件的一個(gè)直徑8mm的基本孔的平均極限強(qiáng)度為2.0kN，隨著直徑的增加，強(qiáng)度降低到0，而化學(xué)緊固件的平均極限強(qiáng)度是經(jīng)過(guò)很多測(cè)量驗(yàn)證過(guò)的幾乎恒定的，為5kN。 圖6 靜態(tài)拉伸強(qiáng)度的結(jié)果 圖7 靜態(tài)拉伸試驗(yàn)中出現(xiàn)的AAC斷裂類型：（a）無(wú)AAC斷裂的機(jī)械緊固件斷裂；（b）AAC部分?jǐn)嗔鸦瘜W(xué)緊固件斷裂；（c）主要是AAC斷裂的化學(xué)緊固件斷裂。 圖8 使用緊固件作為PA插頭的半切AAC試樣 表2 彈性粘結(jié)試樣的測(cè)試參數(shù) PA插頭插頭插入粘合劑硬化一周 前注入到預(yù)鉆孔：混合環(huán)氧樹脂和彈性 模量E=1.0MPa的有機(jī)硅聚合物 圖9

10、帶彈性粘合劑試樣的測(cè)試結(jié)果：（a）拉伸強(qiáng)度結(jié)果；（b）無(wú)AAC斷裂的基底斷裂結(jié)果 AAC基板斷口類型可以從圖7觀察到。AAC緊固件被基板拉出，AAC基板無(wú)斷口。另外，還觀察到了化學(xué)緊固件兩種決然不同的AAC斷口類型：一種是局部類型，一種AAC面板被徹底摧毀。造成兩種斷裂類型的原因是沿一個(gè)可變插頭長(zhǎng)度方向的厚度和從尼龍插頭到AAC面板最大壓力的位置。圖8分析了一個(gè)較厚的插頭穩(wěn)定器和較厚底部的半切削試樣，如圖7中所示的AAC斷裂圖，在最遠(yuǎn)點(diǎn)，螺釘是決定因素：如果螺釘完全通過(guò)插頭，發(fā)生的是這種斷裂，然而，沒(méi)有通過(guò)的螺釘在插頭的穩(wěn)定器部分產(chǎn)生最大壓力，從而引起如圖7b的斷裂類型。 2.4 AAC面

11、板斷口消除 對(duì)重新裝修過(guò)的屋頂，屋面被強(qiáng)風(fēng)破壞后，斷裂的AAC面板不能再使用，而要進(jìn)行維修貨徹底更換，從而產(chǎn)生額外費(fèi)用和勞動(dòng)力。理想的緊固件應(yīng)具有高拉伸強(qiáng)度而不導(dǎo)致AAC面板出現(xiàn)斷口。在同一組實(shí)驗(yàn)中，我們研究了加有彈性粘合劑的化學(xué)緊固件，發(fā)現(xiàn)跟加入環(huán)氧樹脂的化學(xué)緊固件的斷口不同。測(cè)試參數(shù)已經(jīng)總結(jié)在表2中，并且測(cè)試結(jié)果如圖9所示。最后的拉伸強(qiáng)度值為4.0kN（圖9a），AAC斷口已經(jīng)成功消除（圖9b）。 3. 緊固件和AAC基板動(dòng)態(tài)拉伸試驗(yàn) 3.1 試樣 動(dòng)態(tài)拉伸試驗(yàn)是在對(duì)試樣進(jìn)行完全相同的靜態(tài)拉伸試驗(yàn)條件下進(jìn)行的，即對(duì)一個(gè)100mm厚的的AAC面板和一個(gè)60mm長(zhǎng)、8mm直徑的插頭和

12、不銹鋼，對(duì)機(jī)械緊固件和兩種類型（環(huán)氧樹脂型和彈性粘合劑型）的化學(xué)緊固件進(jìn)行測(cè)試。 3.2 試驗(yàn)參數(shù)和條件 為進(jìn)行動(dòng)態(tài)試驗(yàn)，使用液壓壓力機(jī)械（如圖10），循環(huán)測(cè)試。和靜態(tài)試驗(yàn)類似，裝有緊固件的AAC面板連接到液壓壓力機(jī)械的底部部分，并且螺釘上產(chǎn)生循環(huán)載荷，該循環(huán)載荷是夾具附著在裝置頂部的。 圖10 動(dòng)態(tài)測(cè)試設(shè)置和測(cè)試機(jī) 3.3 重復(fù)次數(shù)計(jì)算 對(duì)于防水卷材的重復(fù)次數(shù)，需要?dú)庀笳咎峁┨厥庠O(shè)備和臺(tái)風(fēng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，但這樣分析超出了研究的范圍而不進(jìn)行。相反我們簡(jiǎn)化假設(shè)和計(jì)算出最大次數(shù)。重復(fù)次數(shù)依賴于振動(dòng)頻率和強(qiáng)風(fēng)的周期，能用下列公式表示： n=tf n是重復(fù)的次數(shù)，t是強(qiáng)風(fēng)周期，f是防水體

13、系的振動(dòng)頻率。 在補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，鼓卷材的估計(jì)頻率看作f=10Hz，為計(jì)算，假設(shè)每年發(fā)生兩次臺(tái)風(fēng)，每一次持續(xù)12個(gè)小時(shí)，防水體系的壽命有10年，周期可以用以下公式計(jì)算： t=ot1tL o是指臺(tái)風(fēng)一年發(fā)生的次數(shù)，t1是臺(tái)風(fēng)的周期，tL是防水體系的壽命（單位：年）。 在這些實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，機(jī)械連接防水體系能承受的循環(huán)次數(shù)必須等于10,000,000，并且設(shè)置第10,000,000作為最后一次，此外，因?yàn)樵囼?yàn)次數(shù)太多，小于10Hz的頻率將顯著延長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)時(shí)間，測(cè)試條件和參數(shù)分別總結(jié)在了表3和表4中。 表3 動(dòng)態(tài)拉伸試驗(yàn)的條件 表4 動(dòng)態(tài)拉伸試驗(yàn)中的參數(shù) 3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 對(duì)每一

14、類緊固件，設(shè)置不同的最大拉伸載荷，重復(fù)進(jìn)行黃莊實(shí)驗(yàn)，最大拉伸載荷值等于靜態(tài)拉伸強(qiáng)度的值。換裝實(shí)驗(yàn)的目的是獲得不同載荷下的強(qiáng)度曲線，還有重復(fù)測(cè)量的次數(shù)，和最終動(dòng)態(tài)拉伸強(qiáng)度值。圖11給出了強(qiáng)度曲線和極限強(qiáng)度值。表5給出了靜態(tài)和動(dòng)態(tài)強(qiáng)度還有相關(guān)系數(shù)的值。 圖11 重復(fù)107次動(dòng)態(tài)拉伸強(qiáng)度曲線和值 表5 靜態(tài)和動(dòng)態(tài)拉伸強(qiáng)度之間的相關(guān)參數(shù) AAC斷口和靜態(tài)拉伸試驗(yàn)觀察到的相同，一個(gè)簡(jiǎn)單的插件被拉出，AAC基板沒(méi)受損傷， 機(jī)械膠黏劑和彈性膠粘劑試樣也沒(méi)減少，環(huán)氧樹脂標(biāo)本損失也很少。如圖12所示。 圖12 動(dòng)態(tài)拉伸試驗(yàn)中出現(xiàn)的AAC斷裂模式：（a）無(wú)AAC機(jī)械緊固件斷裂；（b）環(huán)

15、氧樹脂型的AAC基板斷裂；（c）無(wú)AAC基板斷裂的彈性粘合劑的化學(xué)緊固件斷裂。 4． 防水體系的動(dòng)態(tài)試驗(yàn) 4.1 試驗(yàn)設(shè)備 為進(jìn)行防水體系的動(dòng)態(tài)試驗(yàn)，我們?cè)O(shè)計(jì)和建立了一個(gè)樣片試驗(yàn)裝置。為了盡可能準(zhǔn)確的模擬實(shí)際屋頂，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)給以恒定負(fù)載的裝置，這種裝置比恒定負(fù)載裝置更合適。在研究中，Miyauchi (Miyauchi等人., 2011)到了施加在緊固件上的垂直力和水平力?？紤]到卷材的使用壽命長(zhǎng)和風(fēng)向快速變化，我們不考慮水平力的影響，只考慮負(fù)壓力的影響。試驗(yàn)室條件下，負(fù)壓力難以被氣動(dòng)壓力抵消，負(fù)壓力從下方作用于卷材，如圖13所示。負(fù)壓力是通過(guò)空氣壓縮機(jī)壓縮空氣到卷材下面裝有乙烯-

16、丙烯-二烯的袋子(EPDM袋)里，然后將負(fù)壓力轉(zhuǎn)至防水體系組件。圖14是了乙烯-丙烯-二烯袋子。緊固件的位置是在中心，如圖15所示，空氣經(jīng)過(guò)乙烯軟管到達(dá)一個(gè)高度適當(dāng)?shù)乃畨汉愣ㄑb置。通過(guò)使用由鏈條連接到所述馬達(dá)的曲柄機(jī)構(gòu)，對(duì)防水體系無(wú)動(dòng)態(tài)重復(fù)得地連續(xù)施加載荷。螺旋彈簧連接到曲柄機(jī)構(gòu)，帶有該螺旋彈簧的加壓夾具加壓到盤附近試樣的卷材上，夾具下方的緊固件也受到夾具的壓力，從而減輕了盤片和卷材上的負(fù)荷。向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，加壓夾具和卷材被分開，負(fù)載從而由EPDM袋下方作用在緊固件、光盤和卷材上。完整的測(cè)試設(shè)備如圖16所示。 圖13 執(zhí)行體系動(dòng)態(tài)測(cè)試的壓力替代體系 圖14 用于氣動(dòng)壓力程序的乙烯—丙

17、烯—二烯單體氣囊（EPDM袋） 圖15.定壓體系 圖16 設(shè)計(jì)和制作動(dòng)態(tài)測(cè)試設(shè)備 4.2 試樣 為制作基底，使用10mm厚的平面屋頂用的11m2大的AAC面板，AAC面板通過(guò)卷材中間的一個(gè)緊固件L型的側(cè)邊連接到基底，根據(jù)Gerhart和Jung（1991年）的研究，由于卷材的負(fù)荷根據(jù)情況而不同，在中心只有一個(gè)緊固件的試樣會(huì)產(chǎn)生扭曲，試樣周圍比較緊固件而言負(fù)載更多。但在我們的研究中這個(gè)情況并沒(méi)有被考慮在內(nèi)，但在后來(lái)我們研究中，對(duì)結(jié)果進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，由Gerhart和Jung（1991年）校正出來(lái)的值是適用的。 緊接著，用兩種不同的卷材，即用兩種不同的基氯乙烯卷材和按兩個(gè)緊固件的長(zhǎng)度最

18、大限度的覆蓋。下面已經(jīng)給出了標(biāo)本摘要。 4.2.1 卷材的應(yīng)用方法 用了兩種不同的方法進(jìn)行測(cè)試。第一種方法中，盤放在卷材下，頂部有粘合劑（厚度0.65mm，直徑87mm）和緊固件的金屬圓盤安裝在基板底；然后，將卷材鋪在基板。接著，將卷材通過(guò)感應(yīng)加熱附著到圓盤上。在這種方法中，卷材不穿孔，而且非常迅速。第二種方法中，，盤被放置在卷材上面。相反這種方法中卷材直接放在基底上，帶有緊固件的金屬圓盤（1.1mm厚，7.5mm直徑）在陌上，這種方法中卷材是多孔的，所以圓盤上方和卷材上面必須加保護(hù)蓋。試驗(yàn)中為了更好的觀察試樣，不用保護(hù)蓋。 4.2.2 PVC卷材的類型 實(shí)驗(yàn)中我們使用兩種類型的卷材

19、，一種是玻璃纖維網(wǎng)格的1.5mm厚的PVC卷材，一種是類似的1.5mm厚的聚酯卷材（高強(qiáng)卷材），圖17給出了兩種卷材的機(jī)械性能。 圖17 所使用聚氯乙烯膜的性能 4.2.3緊固件長(zhǎng)度 把8mm直徑、長(zhǎng)度分別為40,mm和60mm的不銹鋼螺絲安裝到PA插頭 4.3 負(fù)吸引力 風(fēng)速和負(fù)壓力彼此相關(guān)。根據(jù)《建筑物負(fù)載研究》（2004年版），風(fēng)壓的定義公式為：qH=1/2CPEρU2H， qH是風(fēng)壓，ρ是空氣密度，1.22kg/m3，UH設(shè)計(jì)風(fēng)速，CPE是最大風(fēng)壓系數(shù)。 考慮到將更可能大的力施加到平面屋頂?shù)奈萁?，我們進(jìn)行了抗風(fēng)測(cè)試。我們認(rèn)為日本最典型的兩種風(fēng)速是最低的30m/s和最高

20、的50m/s，CPE的最大值為-5.4，運(yùn)用公式3，我們計(jì)算出負(fù)壓和在0-2.965kN/m2和0-8.235 kN/m2兩個(gè)水平幅度進(jìn)行疲勞測(cè)試。 首先，使用空氣壓縮機(jī)將EPDM袋里的空氣壓縮至設(shè)定水平，測(cè)試時(shí)一直持續(xù)壓縮，每5s按一次緊固件的拉鏈獲得，導(dǎo)致了有時(shí)施加在緊固件上的力為0,。在Baskaran測(cè)量的基礎(chǔ)上（Baskarand等，1999年），，頻率設(shè)置為2Hz,。為確定負(fù)重載量的變化，記錄壓力的頻率，將負(fù)載電池安裝在試樣的底部。測(cè)試過(guò)程中，試樣受到損失，重復(fù)次數(shù)不做限定，當(dāng)樣品被損壞的時(shí)候中斷實(shí)驗(yàn)。測(cè)試參數(shù)在表6中已經(jīng)給出。 表6 體系動(dòng)態(tài)拉伸試驗(yàn)參數(shù) 4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)

21、果 開始時(shí)候我們將盤里的試樣放在卷材下面，現(xiàn)在機(jī)械連接體系常這樣安防。采用感應(yīng)加熱將標(biāo)準(zhǔn)的PVC卷材（含玻璃纖維增強(qiáng)材料）附著到光盤上方，緊固件的有效長(zhǎng)度分別為40mm和60mm。 測(cè)試時(shí)，壓力在0-2.965kN/m2范圍之間變化，卷材和盤之間的粘合劑使用達(dá)到1000次后停止使用，圖18a是實(shí)驗(yàn)完畢后的盤和卷材。另外，試驗(yàn)時(shí)壓力在0-8.235kN/m2之間變化，如圖18所示，在1000次重復(fù)實(shí)驗(yàn)后元盤中周邊的卷材開始撕裂。即使是PVC作為加強(qiáng)卷材，卷材和網(wǎng)格都會(huì)遭到破壞兩種類型的損壞常出現(xiàn)在屋頂上。 圖18 疲勞實(shí)驗(yàn)里發(fā)生的損壞。（a）測(cè)試中壓力在0—2.965kN/m2之間變化

22、時(shí)卷材和盤之間的粘合劑損壞；（b）測(cè)試中壓力在0—2.965kN/m2之間變化時(shí)圓盤周圍的卷材撕裂；（c）測(cè)試中壓力在0—2.965kN/m2之間變化時(shí)圓盤損壞；（d）測(cè)試中壓力在0—8.235kN/m2之間變化時(shí)圓盤周圍的膜撕裂；（e）測(cè)試中壓力在0—8.235kN/m2之間變化時(shí)緊固件穿透時(shí)的膜撕裂；（f）測(cè)試中壓力在0—8.235kN/m2之間變化時(shí)圓盤損壞；（g）測(cè)試中壓力在0—8.235kN/m2之間變化時(shí)較長(zhǎng)緊固件從較短緊固件中拉出。 為了防止盤和卷材之間的粘合劑失效，我們變換了卷材和盤的位置，測(cè)試了帶卷材盤的體系，，這種實(shí)驗(yàn)裝置常常用。 測(cè)試中以壓力為2.965kN/

23、m2為例，如圖18（b），在重復(fù)實(shí)驗(yàn)1000次后圓盤周圍的卷材開始發(fā)生撕裂。 此外，在測(cè)試中壓力為8.235kN/m2時(shí)，卷材撕裂如圖18（e）所示，因?yàn)榫o固件穿透卷材開始發(fā)生損壞，卷材的損壞是瞬間的，當(dāng)重復(fù)實(shí)驗(yàn)50次以后，卷材已經(jīng)完全被損壞了。在高壓力下云盤一開始就被卷材轉(zhuǎn)移過(guò)來(lái)的損壞。緊接著，我們用一個(gè)不同的、高強(qiáng)度的、聚氨酯加固 PVC卷材做試樣，緊固件部分和之前實(shí)驗(yàn)的一樣。 在試驗(yàn)中，壓力在0-2.965kN/m2之間變化，緊固件成了最脆弱的部分，尤其是緊固件的金屬盤。如圖18c，在重復(fù)實(shí)驗(yàn)20，000-30，000次后，金屬發(fā)生疲勞現(xiàn)象，光盤呈現(xiàn)完全的圓形斷口，這種疲勞性斷裂是因

24、為由卷材傳至圓盤的垂直向上的重復(fù)力。 表7 測(cè)試結(jié)果（壓力范圍：0—2.965kN/m2） 表8 實(shí)驗(yàn)結(jié)果（壓力范圍：0kN/m2—8.235kN/m2） 在實(shí)驗(yàn)中，壓力在0—8.235kN/m2范圍之間變化時(shí)，如圖18f所示，圓盤第一次因?yàn)楦邏毫Χ冃危獗P彎曲，然后，中間部分?jǐn)嗔?。?duì)于壓力為8.235kN/m2時(shí)所有試樣進(jìn)行測(cè)試，如圖18g所示，40毫米長(zhǎng)的緊固件被拉出。重復(fù)次數(shù)按表7在壓力在0-2.965k/m2之間變化時(shí)測(cè)試和如表8壓力在0-8.235kN/m2之間變化時(shí)測(cè)試試樣損壞停止。 5. 討論 如圖19和圖20所示的例子，我們闡釋了作為機(jī)械連接防水體系的一部分

25、理論—AAC基板緊固件的評(píng)估理論。 圖19 給定安裝間距和緊固件強(qiáng)度防水體系強(qiáng)度評(píng)估方法示例 圖20 設(shè)定風(fēng)速和緊固件最大間距的關(guān)系 5.1 緊固件強(qiáng)度和防水體系做幾件的關(guān)系 如圖19所示的例子，使用60毫米的PA插頭的機(jī)械緊固件安裝在光盤上后，將PVC卷材安裝到AAC基板上，考慮600mm的AAC面板的寬度和面板中心線處的最佳緊固件位置，0.50.5mm的有效面積表示600420mm的緊固件距離。分析不同載荷時(shí)的測(cè)試結(jié)果和所記錄的重復(fù)次數(shù)，在堅(jiān)固件的動(dòng)態(tài)拉伸強(qiáng)度值由曲線表示。該帶一個(gè)60mm長(zhǎng)的PA插頭的機(jī)械緊固件的適用范圍被示為曲線下的白色區(qū)域。通過(guò)對(duì)體系進(jìn)行疲勞實(shí)驗(yàn)，

26、我們獲得的結(jié)果在圖里以十字表示，是說(shuō)由虛線連接的試樣已經(jīng)損壞。在該示例中，緊固件始終承受載荷，直到測(cè)試結(jié)束時(shí)，該體系的其他組件發(fā)生故障（粘合劑破壞，卷材撕裂，光盤破損）。我們可以說(shuō)，經(jīng)證明AAC面板適合于機(jī)械地附著防水體系，仍然在較高的承載能力方面潛力也高。 5.2設(shè)定風(fēng)速和緊固件間距之間的關(guān)系 圖20是設(shè)計(jì)風(fēng)速和防水體系堅(jiān)固件最大間距的關(guān)系，我們?cè)O(shè)計(jì)風(fēng)速為30-50m/s的同時(shí)確定緊固件間距和屋頂角落的等效負(fù)壓值，因此緊固件靜態(tài)和動(dòng)態(tài)強(qiáng)度的關(guān)系就出來(lái)了。比如，帶60mm長(zhǎng)尼龍插頭機(jī)械緊固件的防水體系的安全區(qū)域由水平線以下的白色區(qū)域下表示，水平線指緊固件的動(dòng)態(tài)強(qiáng)度。又例如，對(duì)一個(gè)設(shè)計(jì)風(fēng)速為

27、40m/s的在某一區(qū)域的建筑，通過(guò)考慮其動(dòng)態(tài)強(qiáng)度值，我們?cè)趫D中找到圓圈，緊固件的安全位置是在箭頭下方730mm，此外，，通過(guò)考慮AAC面板的寬度為600mm和在AAC中心線上的最佳緊固件位置，設(shè)計(jì)緊固件陣列以使間距是600730mm，圖中的左側(cè)的灰色區(qū)域，緊固件間距小于150mm時(shí)由于AAC面板強(qiáng)度較小并可加工性變差，認(rèn)為是不安全的。 6.結(jié)論 評(píng)價(jià)機(jī)械連接防水體系A(chǔ)AC面板作為基底的可靠性，我們研究了安裝在AAC面板上機(jī)械和化學(xué)緊固件的最終靜態(tài)和動(dòng)態(tài)拉伸強(qiáng)度。機(jī)械緊固件平均靜態(tài)抗拉強(qiáng)度等于2.0kN。隨著化學(xué)手段的改進(jìn)，加入了環(huán)氧樹脂和彈性粘結(jié)劑后同樣的緊固件平均靜態(tài)拉伸強(qiáng)度分別達(dá)到5.

28、0kN和4.0kN。機(jī)械緊固件動(dòng)態(tài)拉伸強(qiáng)度重復(fù)107 次后下降至1.5kN，加環(huán)氧樹脂的緊固件靜態(tài)拉伸強(qiáng)度下降至2.2kN，加彈性粘合劑的緊固件的靜態(tài)強(qiáng)度下降至2.0kN。 接著，通過(guò)利用專門開發(fā)的原型測(cè)試儀器，我們對(duì)屋頂常用的材料的試樣成功進(jìn)行了大量重復(fù)實(shí)驗(yàn)。斷口證明了屋頂防水體系的失敗之處，我們總結(jié)實(shí)驗(yàn)中的損壞和屋頂發(fā)生的損壞如下：因?yàn)轱L(fēng)的原因在屋頂能觀察到圓盤和卷材之間的粘合劑失效，通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)備觀察到已經(jīng)是完全失效，卷材撕裂是更為常見(jiàn)的失效類型，通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)備觀察卷材失效也非常接近于完全失效，由于作者知識(shí)有限，圓盤失效還未納入市級(jí)研究體系中。 此外，通過(guò)研究緊固件和完整的防水體系動(dòng)態(tài)強(qiáng)

29、度之間的關(guān)系，總結(jié)出AAC面板完全能作為機(jī)械連接防水體系的基板，歸納出緊固件安全負(fù)載的條件，提出在設(shè)定風(fēng)速的情況下緊固件最大間距的測(cè)定方法。 致謝 作者對(duì)東京工業(yè)大學(xué)材料與結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室的之肇石井先生表示衷心的感謝，感謝他對(duì)本實(shí)驗(yàn)測(cè)試設(shè)備制作的指導(dǎo)，感謝建筑山出公司和三星皮帶有限公司在試樣制備過(guò)程中的合作，以及東急建設(shè)和技術(shù)研究所對(duì)有關(guān)研究的有益討論。此外，這項(xiàng)研究是韓國(guó)政府（MEST）（No.2012R1-A2A2A01014582）資助的國(guó)家研究基金會(huì)（NRF）授予的，韓國(guó)政府智囊團(tuán)也提供了一些研究人員。我們衷心的感謝各方的支持。 參考文獻(xiàn) AIJ,，2005．The Third Sy

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