榫卯混凝土砌塊抗壓強度試驗方法研究

甘 偉 黃紹有 何 娟 宋震峰 徐城坤 黃國響

(1 廣州大學；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、灌芯復合節能墻體、圍護-裝飾-節能一體化墻體以及其它配筋灌芯混凝土圍墻、構筑物等。混凝土砌塊的抗壓強度是劃分砌塊強度等級，表征其物理力學性能、耐久性能的重要指標。該指標按國家標準GB/T4111《混凝土砌塊和磚試驗方法》進行測試。

鑒于榫卯結構的混凝土砌塊壁板四周設有榫頭榫槽、肋孔、兩端外壁板伸出半孔構造，采用GB/T4111 方法，試件加工困難、試驗數據離散性大。因而本文展開了設計研究，目標是提出一種，既能反映砌塊的工作態，又能表征砌塊的強度特性，并與現行國家標準方法有關連性、可比性的，適于榫卯類砌塊的試驗方法。

1 強度等級及試驗方法

1.1 榫卯混凝土砌塊強度等級

作為圍護、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，通常以材料抗壓強度表征。因此，砌塊產品均設置了強度等級指標，以抗壓強度表示和劃分。榫卯混凝土砌塊強度等級見表1。

表1 強度等級

1.2 榫卯混凝土砌塊抗壓強度試驗方法研究

1.2.1 本試驗方法不同點

⑴鑒于榫卯混凝土砌塊產品周邊設有企口，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“抗壓強度試件要求及制作步驟”，其它均按GB/T 4111 試驗方法進行。

⑵本抗壓強度試驗方法，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“四周側面平整”、“塊體孔洞四周應被混凝土壁或肋完全封閉”，否則應做切除磨平處理。本方法試件采用整體砌塊，要求對試件上、下承壓面進行處理，保證承壓面的水平和平整。

1.2.2 榫卯砌塊抗壓強度試件制作步驟

榫卯砌塊的抗壓強度試驗，按GB/T 4111 附錄A 的規定進行，其中，抗壓強度試件制作步驟按以下規定進行。

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。長度和寬度應略大于砌塊的長度和寬度。

⑶將5 塊調整后的完整砌塊，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，用水平儀調控上表面至水平，擠出、清理多余砂漿。試件應做到上、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面頂面的兩端測量。在對應兩側面各測一次，取四次的平均值，精確至1mm，若四個讀數的極差大于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果見表2。

按本方法和按GB/T 4111 的三組、各5 塊試件檢測結果的變異系數分析，可看出本方法試驗，三組中有兩組變異系數較小，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 方法進行再次試驗。二個對比組，各15 塊試件，進行抗壓強度變異系數對比驗證試驗，結果見表3。

結果說明本試驗方法數據較穩定，離散性較小。

2.2 試驗方法對比分析

⑴抗壓強度試驗試件破壞狀分析，按本方法，試件破壞裂縫多出現在中間肋處(見圖1)，按GB/T 4111 方琺，試件破壞多出現在外壁下部(見圖2)。試驗數據前者變異系數小，更穩定，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在肋孔、中肋上

圖2 按GB/T 4111標準檢測，試件破壞裂縫多出現在兩側外壁上

⑵抗壓強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“四周側面平整”、“塊體孔洞四周應被混凝土壁或肋完全封閉”，否則應做切除磨平處理。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、有單孔和半孔構造，有榫頭、榫槽構造，無法實現或很難實現GB/T 4111 的試件制作要求。本方法適合榫卯構造砌塊外形，可合理反映其抗壓強度特性；

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；

本方法試件制作簡單，無污染，易保證試件制作質量；

本方法測試數據較穩定，與GB/T 4111 比較，變異系數較小。

3 小結

⑴通過對比驗證試驗，說明本方法簡單，穩定、可行。

⑵建議推薦為榫卯構造混凝土砌塊相關標準抗壓強度試驗方法。