新型珍珠巖混凝土砌塊砌體抗壓性能試驗(yàn)研究

陳海

（南京國(guó)電南自新能源工程技術(shù)有限公司）

0 前言

隨著《建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展“十三五”規(guī)劃》的不斷推廣和深入，各地區(qū)新型墻體材料的應(yīng)用比例不斷提高，一大批高強(qiáng)質(zhì)輕、保溫性能好、生產(chǎn)成本低的新型混凝土砌塊應(yīng)運(yùn)而生。

本文研究的新型珍珠巖混凝土砌塊主要特征有：①砌塊內(nèi)摻珍珠巖和巖棉，砌塊保溫性能較好；②砌塊內(nèi)摻巖棉，解決了廢棄巖棉二次利用問(wèn)題；③集高強(qiáng)、質(zhì)輕、保溫、利廢等一系列優(yōu)點(diǎn)與一身。通過(guò)對(duì)其砌體抗壓性能進(jìn)行試驗(yàn)研究，為其在實(shí)際工程中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 試驗(yàn)概況

1.1 砌塊

本試驗(yàn)采用的新型珍珠巖混凝土砌塊由揚(yáng)州市某新型建材有限公司提供。砌塊容重約為10kN/m3，主要用于框架結(jié)構(gòu)非承重填充墻。砌塊規(guī)格為390mm×190mm×190mm，砌塊如圖1 所示。

1.2 砌塊抗壓強(qiáng)度

根據(jù)《砌體基本力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50129—2011)相關(guān)規(guī)定，隨機(jī)抽取5 塊珍珠巖混凝土砌塊進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，試驗(yàn)前采用水泥砂漿對(duì)試件承壓面和受荷面進(jìn)行找平處理，送入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)3 天后進(jìn)行抗壓試驗(yàn)。經(jīng)試驗(yàn)測(cè)定，砌塊抗壓強(qiáng)度分別為7.8MPa、7.6MPa、7.5MPa、8.0MPa、7.2MPa，取其平均值7.6MPa 作為珍珠巖混凝土砌塊抗壓強(qiáng)度值[1]。

圖1 珍珠巖混凝土砌塊

1.3 砌體試件制作

根據(jù)《砌體基本力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50129—2011)相關(guān)規(guī)定，由1 名中等技術(shù)水平瓦工采用M5、M7.5、M10 強(qiáng)度等級(jí)砂漿分別砌筑三組（每組6 個(gè)，共18 個(gè)）珍珠巖混凝土砌塊砌體試件，試件尺寸為1000mm×590mm×190mm，砌筑灰縫厚10mm[2]，砌體抗壓試件如圖2 所示。

1.4 砂漿抗壓強(qiáng)度

圖2 珍珠巖混凝土砌塊砌體抗壓試件

根據(jù)《砌體基本力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50129—2011) 及《建筑砂漿基本性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ/T 70—2009)相關(guān)規(guī)定，制作珍珠巖混凝土砌塊砌體抗壓試件前，每種強(qiáng)度等級(jí)砂漿留取6 塊標(biāo)準(zhǔn)試塊進(jìn)行砂漿立方體抗壓試驗(yàn)。經(jīng)試驗(yàn)測(cè)定，各組砂漿抗壓強(qiáng)度平均值為5.6、7.6、10.5MPa[3]。

2 砌體抗壓試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)開(kāi)始前，采用幾何對(duì)中方式不斷調(diào)整砌體位置，使受壓試件的中心線(xiàn)與試驗(yàn)機(jī)軸線(xiàn)對(duì)齊。若試驗(yàn)機(jī)上下壓板與砌體表面接觸不完全，可墊上一些細(xì)濕沙，以保證試件受壓面受壓均勻。

試驗(yàn)開(kāi)始后，采用勻速連續(xù)加載方式,應(yīng)避免沖擊。每級(jí)荷載按預(yù)估破壞荷載的10%施加，并應(yīng)在1～1.5min 內(nèi)均勻加完，在每級(jí)荷載加載完畢后，恒載1～2min 后加載下一級(jí)荷載。當(dāng)荷載加至預(yù)估破壞荷載的50%以后，宜將每級(jí)荷載減小至預(yù)估破壞荷載的5%，當(dāng)試件出現(xiàn)初始裂縫后，將每級(jí)荷載恢復(fù)至預(yù)估破壞荷載的10%，當(dāng)試驗(yàn)機(jī)的測(cè)力計(jì)指針明顯回退時(shí)，可認(rèn)為砌體抗壓試件已經(jīng)破壞，試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)記錄試件破壞形態(tài)和試件最終破壞荷載值[2]。

2.2 試驗(yàn)現(xiàn)象

從受壓開(kāi)始，砌體試件在加載到約為最終破壞荷載的60%～70%時(shí)，試件表面出現(xiàn)一條初始裂縫，可發(fā)現(xiàn)壓力試驗(yàn)機(jī)表盤(pán)指針在此裂縫出現(xiàn)時(shí)會(huì)停滯不前或有輕微回落現(xiàn)象。

當(dāng)荷載加至最終破壞荷載的80%～90%時(shí)，砌體內(nèi)部發(fā)出的“滋滋”聲，外表面初始裂縫裂縫迅速加深變寬，形成貫通上下的主裂縫，最終砌體試件被壓碎，壓力機(jī)試驗(yàn)表盤(pán)指針迅速回落，抗壓砌體試件破壞形態(tài)如圖3 所示。

2.3 試驗(yàn)結(jié)果分析

珍珠巖混凝土砌塊抗壓試件是參照《砌體基本力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50129—2011)中砌體標(biāo)準(zhǔn)抗壓試件進(jìn)行設(shè)計(jì)制作的，故其抗壓強(qiáng)度采用標(biāo)準(zhǔn)中的公式計(jì)算[2]，如式⑴。

圖3 珍珠巖混凝土砌塊砌體抗壓試驗(yàn)破壞形態(tài)

式⑴中：fc，i——試件的抗壓強(qiáng)度(N/mm2)；

N——試件的抗壓破壞荷載(N)；

A——試件的截面面積(mm2)。

分析數(shù)據(jù)可知，新型珍珠巖混凝土砌塊砌體初裂荷載約為最終破壞荷載的60%～70%，與普通混凝土砌塊砌體相比，表現(xiàn)出較明顯的脆性特征。

表1 珍珠巖混凝土砌塊砌體抗壓結(jié)果

現(xiàn)行《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50003—2011)中普通混凝土砌塊砌體抗壓強(qiáng)度平均值計(jì)算公式，如式⑵[4]：

式⑵中：

fm——砌體抗壓強(qiáng)度平均值(MPa)；

f1--塊體的抗壓強(qiáng)度平均值(MPa)；

f2--砂漿的抗壓強(qiáng)度平均值(MPa)；

k1--與塊體類(lèi)別有關(guān)的參數(shù)；

α——與塊體高度及砌體類(lèi)別有關(guān)的參數(shù)；

k2——砂漿強(qiáng)度較低或較高時(shí)砌體抗壓強(qiáng)度的修正系數(shù)。

根據(jù)《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50003—2011)規(guī)定，此處考慮α 的取值與混凝土小型空心砌塊的一樣為0.9，由附錄注釋知k2取值為1，通過(guò)計(jì)算可得新型珍珠巖混凝土砌塊砌體抗壓強(qiáng)度計(jì)算值。

分析數(shù)據(jù)可知，新型珍珠巖混凝土砌塊砌體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)平均值較計(jì)算值略大。

表2 珍珠巖混凝土砌塊砌體抗壓強(qiáng)度計(jì)算值

3 結(jié)論

⑴新型珍珠巖混凝土砌塊砌體受壓破壞過(guò)程與普通混凝土砌塊砌體受壓破壞過(guò)程類(lèi)似，但其初裂荷載約為最終破壞荷載的60%～70%，與普通混凝土砌塊砌體相比，表現(xiàn)出較明顯的脆性特征。

⑵對(duì)比發(fā)現(xiàn)新型珍珠巖混凝土砌塊砌體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)平均值較計(jì)算值略大，故《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50003—2011) 中的抗壓強(qiáng)度計(jì)算公式可用于計(jì)算新型珍珠巖混凝土砌塊砌體抗壓強(qiáng)度。