榫卯混凝土砌塊抗壓強(qiáng)度試驗方法研究

甘 偉 黃紹有 何 娟 宋震峰 徐城坤 黃國響

(1 廣州大學(xué)；2 廣東建宇建筑科技有限公司)

0 概述

榫卯混凝土砌塊是混凝土砌塊的一個新品種，主要用于中空墻體、灌芯復(fù)合節(jié)能墻體、圍護(hù)-裝飾-節(jié)能一體化墻體以及其它配筋灌芯混凝土圍墻、構(gòu)筑物等?；炷疗鰤K的抗壓強(qiáng)度是劃分砌塊強(qiáng)度等級，表征其物理力學(xué)性能、耐久性能的重要指標(biāo)。該指標(biāo)按國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T4111《混凝土砌塊和磚試驗方法》進(jìn)行測試。

鑒于榫卯結(jié)構(gòu)的混凝土砌塊壁板四周設(shè)有榫頭榫槽、肋孔、兩端外壁板伸出半孔構(gòu)造，采用GB/T4111 方法，試件加工困難、試驗數(shù)據(jù)離散性大。因而本文展開了設(shè)計研究，目標(biāo)是提出一種，既能反映砌塊的工作態(tài)，又能表征砌塊的強(qiáng)度特性，并與現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)方法有關(guān)連性、可比性的，適于榫卯類砌塊的試驗方法。

1 強(qiáng)度等級及試驗方法

1.1 榫卯混凝土砌塊強(qiáng)度等級

作為圍護(hù)、承重和非承重墻體的砌塊部品，其材料必須具備堅固、耐久的性能，同時要有承受重力、耐久、耐凍、耐大氣腐蝕等性能，通常以材料抗壓強(qiáng)度表征。因此，砌塊產(chǎn)品均設(shè)置了強(qiáng)度等級指標(biāo)，以抗壓強(qiáng)度表示和劃分。榫卯混凝土砌塊強(qiáng)度等級見表1。

表1 強(qiáng)度等級

1.2 榫卯混凝土砌塊抗壓強(qiáng)度試驗方法研究

1.2.1 本試驗方法不同點

⑴鑒于榫卯混凝土砌塊產(chǎn)品周邊設(shè)有企口，榫頭、榫槽、肋孔和半孔，不能完全采用GB/T 4111《混凝土砌塊和磚試驗方法》。特此提出榫卯混凝土砌塊“抗壓強(qiáng)度試件要求及制作步驟”，其它均按GB/T 4111 試驗方法進(jìn)行。

⑵本抗壓強(qiáng)度試驗方法，與GB/T 4111 方法，主要不同點在對試件要求、試件制作和處理方法。GB/T 4111要求試件“四周側(cè)面平整”、“塊體孔洞四周應(yīng)被混凝土壁或肋完全封閉”，否則應(yīng)做切除磨平處理。本方法試件采用整體砌塊，要求對試件上、下承壓面進(jìn)行處理，保證承壓面的水平和平整。

1.2.2 榫卯砌塊抗壓強(qiáng)度試件制作步驟

榫卯砌塊的抗壓強(qiáng)度試驗，按GB/T 4111 附錄A 的規(guī)定進(jìn)行，其中，抗壓強(qiáng)度試件制作步驟按以下規(guī)定進(jìn)行。

⑴試樣(砌塊)的肋孔、兩端延伸的外壁及兩端的榫和槽處不用切割或填滿砂漿。

⑵在水平的試件制備平臺上先薄薄地涂一層機(jī)油或鋪一層隔離薄膜，將攪拌好的水泥砂漿均勻攤鋪在隔離層上，抹成10～15mm 厚的砂漿層。長度和寬度應(yīng)略大于砌塊的長度和寬度。

⑶將5 塊調(diào)整后的完整砌塊，有榫的一面朝下，有槽的一面朝上，相距50mm 左右，分別放置在未凝固的砂漿層上，砌塊應(yīng)水平放置，用力將砌塊壓下至臺面，擠出多余的砂漿。坐漿后的承壓面至少與兩個相鄰側(cè)面成90 度垂直。然后將上部的凹槽填滿砂漿，用事先涂抹油的玻璃平板壓平，用水平儀調(diào)控上表面至水平，擠出、清理多余砂漿。試件應(yīng)做到上、下面平行。

⑷砂漿終凝后2h，用劃刀沿砌塊外壁四周，垂直向下細(xì)致地切除多余的砂漿層，完成試件的制作。

⑸試件高度的測量，在制作完成的試件兩側(cè)面頂面的兩端測量。在對應(yīng)兩側(cè)面各測一次，取四次的平均值，精確至1mm，若四個讀數(shù)的極差大于3mm，試件需重新制備。

2 試驗方法驗證試驗及分析

2.1 試驗驗證

⑴采用本方法和GB/T 4111 試驗方法分別制作試件，各5 塊試件，三個對比組的驗證試驗結(jié)果見表2。

按本方法和按GB/T 4111 的三組、各5 塊試件檢測結(jié)果的變異系數(shù)分析，可看出本方法試驗，三組中有兩組變異系數(shù)較小，尚不能判斷試驗方法的可靠性。

表2 試驗方法對比試驗

表3 抗壓強(qiáng)度試驗方法對比驗證試驗

⑵采用本方法和按GB/T 4111 方法進(jìn)行再次試驗。二個對比組，各15 塊試件，進(jìn)行抗壓強(qiáng)度變異系數(shù)對比驗證試驗，結(jié)果見表3。

結(jié)果說明本試驗方法數(shù)據(jù)較穩(wěn)定，離散性較小。

2.2 試驗方法對比分析

⑴抗壓強(qiáng)度試驗試件破壞狀分析，按本方法，試件破壞裂縫多出現(xiàn)在中間肋處(見圖1)，按GB/T 4111 方琺，試件破壞多出現(xiàn)在外壁下部(見圖2)。試驗數(shù)據(jù)前者變異系數(shù)小，更穩(wěn)定，離散性較小。

圖1 按本方法檢測，試件上下砂漿找平，試件破壞裂縫多出現(xiàn)在肋孔、中肋上

圖2 按GB/T 4111標(biāo)準(zhǔn)檢測，試件破壞裂縫多出現(xiàn)在兩側(cè)外壁上

⑵抗壓強(qiáng)度試驗方法對比分析

①本方法與GB/T 4111 方法比較，主要不同點在對試件要求和制作處理方法。按GB/T 4111 要求，試件“四周側(cè)面平整”、“塊體孔洞四周應(yīng)被混凝土壁或肋完全封閉”，否則應(yīng)做切除磨平處理。本方法試件采用整體砌塊，只做上、下承壓面的處理，保證承壓面的水平和平整。

②本試驗方法特點：

現(xiàn)行普通混凝土小型砌塊和榫接中空墻裝飾砌塊、灌芯砌塊外形有較大差異，后者有肋孔、有單孔和半孔構(gòu)造，有榫頭、榫槽構(gòu)造，無法實現(xiàn)或很難實現(xiàn)GB/T 4111 的試件制作要求。本方法適合榫卯構(gòu)造砌塊外形，可合理反映其抗壓強(qiáng)度特性；

本方法制作試件(的砌塊)受力更接近于在實際砌體中的工作狀態(tài)；

本方法試件制作簡單，無污染，易保證試件制作質(zhì)量；

本方法測試數(shù)據(jù)較穩(wěn)定，與GB/T 4111 比較，變異系數(shù)較小。

3 小結(jié)

⑴通過對比驗證試驗，說明本方法簡單，穩(wěn)定、可行。

⑵建議推薦為榫卯構(gòu)造混凝土砌塊相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)抗壓強(qiáng)度試驗方法。