新型珍珠巖混凝土砌塊砌體抗壓性能試驗研究

陳海

（南京國電南自新能源工程技術有限公司）

0 前言

隨著《建筑節能與綠色建筑發展“十三五”規劃》的不斷推廣和深入，各地區新型墻體材料的應用比例不斷提高，一大批高強質輕、保溫性能好、生產成本低的新型混凝土砌塊應運而生。

本文研究的新型珍珠巖混凝土砌塊主要特征有：①砌塊內摻珍珠巖和巖棉，砌塊保溫性能較好；②砌塊內摻巖棉，解決了廢棄巖棉二次利用問題；③集高強、質輕、保溫、利廢等一系列優點與一身。通過對其砌體抗壓性能進行試驗研究，為其在實際工程中的應用提供理論依據。

1 試驗概況

1.1 砌塊

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

1.2 砌塊抗壓強度

根據《砌體基本力學性能試驗方法標準》(GB/T 50129—2011)相關規定，隨機抽取5 塊珍珠巖混凝土砌塊進行抗壓強度試驗，試驗前采用水泥砂漿對試件承壓面和受荷面進行找平處理，送入標準養護室養護3 天后進行抗壓試驗。經試驗測定，砌塊抗壓強度分別為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度值[1]。

圖1 珍珠巖混凝土砌塊

1.3 砌體試件制作

根據《砌體基本力學性能試驗方法標準》(GB/T 50129—2011)相關規定，由1 名中等技術水平瓦工采用M5、M7.5、M10 強度等級砂漿分別砌筑三組（每組6 個，共18 個）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 砂漿抗壓強度

圖2 珍珠巖混凝土砌塊砌體抗壓試件

根據《砌體基本力學性能試驗方法標準》(GB/T 50129—2011) 及《建筑砂漿基本性能試驗方法標準》（JGJ/T 70—2009)相關規定，制作珍珠巖混凝土砌塊砌體抗壓試件前，每種強度等級砂漿留取6 塊標準試塊進行砂漿立方體抗壓試驗。經試驗測定，各組砂漿抗壓強度平均值為5.6、7.6、10.5MPa[3]。

2 砌體抗壓試驗

2.1 試驗方法

試驗開始前，采用幾何對中方式不斷調整砌體位置，使受壓試件的中心線與試驗機軸線對齊。若試驗機上下壓板與砌體表面接觸不完全，可墊上一些細濕沙，以保證試件受壓面受壓均勻。

試驗開始后，采用勻速連續加載方式,應避免沖擊。每級荷載按預估破壞荷載的10%施加，并應在1～1.5min 內均勻加完，在每級荷載加載完畢后，恒載1～2min 后加載下一級荷載。當荷載加至預估破壞荷載的50%以后，宜將每級荷載減小至預估破壞荷載的5%，當試件出現初始裂縫后，將每級荷載恢復至預估破壞荷載的10%，當試驗機的測力計指針明顯回退時，可認為砌體抗壓試件已經破壞，試驗過程中應記錄試件破壞形態和試件最終破壞荷載值[2]。

2.2 試驗現象

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，試件表面出現一條初始裂縫，可發現壓力試驗機表盤指針在此裂縫出現時會停滯不前或有輕微回落現象。

當荷載加至最終破壞荷載的80%～90%時，砌體內部發出的“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，壓力機試驗表盤指針迅速回落，抗壓砌體試件破壞形態如圖3 所示。

2.3 試驗結果分析

珍珠巖混凝土砌塊抗壓試件是參照《砌體基本力學性能試驗方法標準》(GB/T 50129—2011)中砌體標準抗壓試件進行設計制作的，故其抗壓強度采用標準中的公式計算[2]，如式⑴。

圖3 珍珠巖混凝土砌塊砌體抗壓試驗破壞形態

式⑴中：fc，i——試件的抗壓強度(N/mm2)；

N——試件的抗壓破壞荷載(N)；

A——試件的截面面積(mm2)。

分析數據可知，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，表現出較明顯的脆性特征。

表1 珍珠巖混凝土砌塊砌體抗壓結果

現行《砌體結構設計規范》(GB 50003—2011)中普通混凝土砌塊砌體抗壓強度平均值計算公式，如式⑵[4]：

式⑵中：

fm——砌體抗壓強度平均值(MPa)；

f1--塊體的抗壓強度平均值(MPa)；

f2--砂漿的抗壓強度平均值(MPa)；

k1--與塊體類別有關的參數；

α——與塊體高度及砌體類別有關的參數；

k2——砂漿強度較低或較高時砌體抗壓強度的修正系數。

根據《砌體結構設計規范》(GB 50003—2011)規定，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，通過計算可得新型珍珠巖混凝土砌塊砌體抗壓強度計算值。

分析數據可知，新型珍珠巖混凝土砌塊砌體抗壓強度試驗平均值較計算值略大。

表2 珍珠巖混凝土砌塊砌體抗壓強度計算值

3 結論

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，表現出較明顯的脆性特征。

⑵對比發現新型珍珠巖混凝土砌塊砌體抗壓強度試驗平均值較計算值略大，故《砌體結構設計規范》(GB 50003—2011) 中的抗壓強度計算公式可用于計算新型珍珠巖混凝土砌塊砌體抗壓強度。