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與試驗(yàn)機(jī)軸線對(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--與塊體類別有關(guān)的參數(shù)；

α——與塊體高度及砌體類別有關(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程與普通混凝土砌塊砌體受壓破壞過程類似，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。