互鎖加氣混凝土砌塊砌體彎曲抗拉性能試驗研究

鄭家林

（貴州瑞泰實業(yè)有限公司，貴州 六盤水 553000）

工程建筑中，由于砌塊墻本身具有隔熱性能優(yōu)良且造價成本較低的優(yōu)勢，同時材料選取便捷性也較高，所以在砌塊墻體施工中應用也更為頻繁。但目前，傳統(tǒng)的砌塊墻體生產(chǎn)期間，卻仍舊存在成本高且易受外界因素制約類問題，導致最終的作業(yè)成本不滿足項目要求。鑒于此，本次研究中針對互鎖加氣混凝土砌塊砌體彎曲抗拉性能試驗進行分析具有重要現(xiàn)實意義。

1 試驗材料

1.1 互鎖加氣混凝土砌塊

本次試驗中所采用的互鎖加氣混凝土砌塊級別為A3.5級，經(jīng)檢測材料滿足GB 50574-2010《墻體材料應用統(tǒng)一技術規(guī)范》標準。所有選用試驗的砌塊重量均值為18kg，主、輔砌塊規(guī)格分別為600*200*200mm、297*200*200mm。期間，不同的砌塊配置了A、B兩種互鎖試驗方案，兩種方案內(nèi)容設定的差異，體現(xiàn)在各自互鎖的深度存在異同性，A、B深度分別為10mm、15mm。

1.2 砂漿

試驗中，進行互鎖加氣混凝土砌塊的試驗材料選擇時，研究員決定選用砂漿這一材料作為專用砂漿，級別為DMa7.5級，材料滿足JC/T890《蒸壓加氣混凝土墻體專用砂漿》中標準，試件的規(guī)格為70.7*70.7*70.7mm，屬于三聯(lián)砂漿塑模，用量為3個，隨后就塑膜進行振搗后靜置處理，時間為2d，脫模時選用了脫模氣槍設備輔助脫模。試驗中，進行混凝土砌塊的彎曲抗拉試件養(yǎng)護時，需要確保期款與砂漿塑膜兩者的養(yǎng)護條件保持一致，包括養(yǎng)護時間。具體養(yǎng)護時間為28d，且在試驗中，必須將JGJ/T70-2009《建筑砂漿基本性能試驗方法標準》作為試驗標準，并依照其中標準完成對應的砂漿的強度測試工作，確保滿足本次試驗要求。

2 試件設計

本次研究中，技術人員想要進一步加深對于研究主題的技術了解，同時為了整理更加詳細的試驗數(shù)據(jù)，決定將試驗重點集中在沿齒縫截面彎曲的實際抗拉性能處理方面。此外，為了提升試驗的標準性和嚴格性，嚴格遵照GB/T 50129《砌體基本力學性能試驗方法標準》中所標準和給出的各項要求進行試驗設計。所選用的試件尺寸以1190*815*200mm為主，其中，主砌塊、輔助砌塊分別選6個。

3 試驗過程分析

3.1 裝置及加載方案

試驗過程中，主要的參考依據(jù)是GB/T 50129文件要求，于此基礎上針對砌體沿齒縫截面的具體彎曲抗拉試驗展開分析。試驗裝置處理中技術人員需注意，固定鉸支座過程中，固定材料選擇應以等邊角鋼為主，且角鋼的邊長需控制在50mm左右。進行滾動鉸支座的試驗研究材料選擇時，包括對于滾軸的選取，也必須以具有圓形特征、實心鋼棒類材料為主，過程中需注意，應確保滾軸的直徑滿足50mm標準。此外，還需注意，固定鉸與滾動鉸兩者的支座在上表面高度處理上，應保持其身處相同水平面。

3.2 試驗過程分析

試驗過程中，具體的試驗步驟如下。

1）試驗前準備工作。試驗員需使用記號筆，在試件之上將砌塊支座與荷載作用點所形成的作用點標注出來，隨后進行試驗跨度的測量。期間需注意，進行截面尺寸的測量時，測量點應選在試件純彎區(qū)段的中部位置，測量工具使用卷尺，其精度控制在±1mm范圍內(nèi)。

2）試驗過程中，將試件邊長為標準，選定其為旋轉軸，進行90°旋轉，在試驗臺之上進行平移。隨后在試驗臺座之上就位各個試件，其間需嚴格按照簡支梁三分點集中加荷載相應標準執(zhí)行工作。隨后，在作用線之上，先執(zhí)行細石英砂的鋪設工作，目的在于避免后續(xù)進行加載試驗時出現(xiàn)應力集中情況。從而對試驗結果的精準度產(chǎn)生影響。當細砂鋪設中，需將經(jīng)過打磨后光滑的鋼板在荷載作用線出放置，并確保作用線、鋼板中心線保持一致。

3）試驗方法。本次試驗主要選用勻速連續(xù)加荷方法，過程中為了避免出現(xiàn)試驗破壞類問題，加荷的速度需維持在3-5min之間，如果不慎出現(xiàn)試件破壞問題，應該第一時間停止試驗，并記錄試件破壞之時的荷載值以及對應的損壞特征。

3.3 試驗現(xiàn)象

通過試驗得出，試件出現(xiàn)破壞情況的位置主要集合于跨中三分之一處，其均屬于正常破話現(xiàn)象，原因在于當選用如下加載方式時，簡支梁三分點均在集中加荷方式，試件跨中位置三分之一處屬于純彎區(qū)段，對應的彎矩數(shù)值相同，且已達到最大值。

4 試驗結果處理

數(shù)據(jù)處理。進行數(shù)據(jù)處理之時，本次試驗中按照GB/T 50129標準執(zhí)行，所有單個試件的數(shù)據(jù)處理，均需沿齒縫截面的實際彎曲抗拉強度進行對應的數(shù)據(jù)計算，計算公式f，具體的計算公式如下（1）所示：

公式（1）中，f（MPa）指代的是試件的彎曲抗拉強度；N（N）指代的是試件的抗彎破壞荷載值；G（N）指代的是試件的自身重量；G（mm）指代的是抗彎試件計算跨度值（本次精確至0.01MPa）；b（mm）、h（mm）分別指代的是試件的截面寬度及高度參數(shù)值。

隨后針對各組試驗彎曲抗拉試件的測量數(shù)據(jù)進行計算和統(tǒng)計，對應的計算公式如下（2）：

在公式（2）中，f（MPa）、（MPa）、S分別指代試件的彎曲抗拉強度的實測值、平均值、標準差；n、δ分別指代一組砌體試件數(shù)量、試件變異系數(shù)。

最后，可計算得出如表1所示統(tǒng)計結果。

表1 互鎖加氣混凝土砌塊砌體彎曲抗拉強度數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

注釋：f、f分別指代砌體結構設計規(guī)范的沿齒縫截面彎曲抗拉強度的標準參數(shù)值和設計數(shù)值。

試件編號 WQ1 WQ2 WQ3 WQ4混凝土砌塊f2/MPa 12.8 -f-/MPa 0.44 0.26 0.31 0.30 -ftm，m/MPa 0.29 -f-/f tm，m 1.52 0.90 1.07 1.03 -S 0.0316 0.0278 0.0132 0.0214 -δ 0.0718 0.1069 0.0426 0.0713 -fk/MP 0.39 0.21 0.29 0.26 -Fv，k/MPa 0.24 0.13 0.18 0.16 -ftm/MPa - - - - 0.17 ftm，k/MPa - 0.11---

5 影響因素探討

5.1 砌筑質量

通過對表2中的試驗數(shù)據(jù)進行分析可知，WQ2組中，試驗數(shù)值變化差距最大，且δ的數(shù)值已經(jīng)達到了0.1069。對應的，WQ3中，試驗數(shù)值的變化差異則最小，δ僅達到了0.0426。該數(shù)據(jù)統(tǒng)計結果的得出，離散性越大，越代表試件的砌筑質量差異有影響。

本次試驗中，所有試件的試驗操作流程均由同一名技術等級為中等的技術工人完成，且易分層流水作業(yè)完成。對于不同的試件進行試驗處理時，研究人員發(fā)現(xiàn)，所有試件實際的砂漿灰縫的具體飽滿度參數(shù)值均有所差異，部分過低或過高的試件，最后所制作的混凝土砌塊質量均不符合工程標準。同時，當砌筑處理期間，試件具體含水量的差異，對于砌塊質量影響也較大。此外在WQ3和WQ4中，每一件砌塊之間，如果出現(xiàn)了互鎖扣緊度不夠的現(xiàn)象，后續(xù)的試驗結果及數(shù)據(jù)均會隨之變化，且扣緊密度越低，質量越低，對應的互鎖結構實際扣合作用自然也會隨之大打折扣，最終影響試驗值出現(xiàn)偏低問題。

5.2 互鎖結構

試驗中發(fā)現(xiàn)，互鎖結構下，當沿齒縫截面的實際彎曲抗拉試件破壞面受力過于復雜時，往往會出現(xiàn)切向受力和法向受力的同步出現(xiàn)現(xiàn)象，在此背景下，砌塊體和砂漿兩者之間的切向粘合度強度不同，會對截面產(chǎn)生不同的破壞影響。此外，互鎖加氣混凝土砌塊與砌塊之間進行扣合時，由于需要借助互鎖結構實現(xiàn)，所以很大程度上需受到砌塊之間的實際移動情況限制，導致試件破壞截面的實際切向受力變大。

6 結語

綜上所述，經(jīng)試驗得出如下結論。

1）經(jīng)過試驗數(shù)據(jù)分析可知，互鎖A型中，WQ3中彎曲抗拉強度數(shù)值與規(guī)范數(shù)值相比，顯著提升了70%以上，同時設計數(shù)值也提升至60%以上。與A型相比，B型組WQ4中標準值僅提高50%左右，設計值也僅達到40%左右。綜合試驗結果可以發(fā)現(xiàn)，砌塊間互鎖結構的扣合程度，在很大程度上影響其相互空間大小，導致相鄰砌塊間的接觸緊密程度過高，最終影響彎曲抗拉強度。

2）當針對WQ1、WQ3以及WQ4三組進行試驗數(shù)據(jù)結果進行對比可知，組別中彎曲抗拉內(nèi)，互鎖扣合作用遠低于砂漿鍵之間的作用力。同時可發(fā)現(xiàn)，上述三個試驗組中，均滿足GB50003中的平均值、標準值及設計值。