蒸壓加氣混凝土砌塊抗壓強度試驗方法的研究（一）

吳汝莉

（云南省建筑材料產品質量試驗研究院 云南 昆明 650106）

0 引言

蒸壓加氣混凝土砌塊（Autoclaved aerated concrete blocks）是以硅質材料（主要含SiO2）和鈣質材料（主要含CaO）為主要原料，并以金屬鋁粉為發氣劑，經配料、攪拌、澆筑、靜停、切割、蒸氣養護等工藝過程制成的多孔輕質硅酸鹽砌塊，是一種具有自重輕、強度高、保溫性能好，易加工、可鋸、可刨、可釘，工廠生產效率高、施工方便、原材料來源廣泛，并可利用工業廢渣的良好性能，被廣泛用于建筑物的墻體材料中，在新型建筑材料發展中占有重要的地位。

在GB/T 11968-2006《蒸壓加氣混凝土砌塊》產品標準中規定了該產品的技術要求，分別有尺寸偏差、外觀質量、抗壓強度、干密度、強度級別、干燥收縮、抗凍性和導熱系數（干態）共八項指標，在這八項指標中最重要的是抗壓強度，抗壓強度是評價墻體材料內在質量的關鍵指標，是建筑物結構承載的必備條件，其高低直接影響建筑物結構的承載能力和抗震性能，關系到廣大人民群眾生命和財產安全，因此在試驗時一定要嚴格執行抗壓強度試驗方法標準，為生產控制、建設單位、設計、施工、監理等提供準確無誤試驗結果，以保證建筑物的安全性能。

在GB/T 11969-2008《蒸壓加氣混凝土性能試驗方法》標準第3.2.6 條款中，規定了蒸壓加氣混凝土抗壓強度試驗在含水率8%～12%下進行，如果含水率超過上述規定范圍，則在60℃±5℃下烘至所要求的含水率，試驗時要檢查試塊的外觀，測量試塊的尺寸，將試塊放在材料試驗機的下壓板的中心位置，試塊受壓方向應垂直于制品的發氣方向，以（2.0±0.5） kN/s 的速度連續而均勻地加荷，直至試塊破壞，還要將試驗后的試件全部或部分立即稱取質量，然后在105℃±5℃下烘至恒質，計算其含水率。

由上述試驗方法標準可以看出，該試驗主要影響因素有試塊含水率、發氣方向和加荷速度這三個方面，試塊的發氣方向和加荷速度試驗人員都容易控制，但含水率要控制8%～12%就非常困難，因為在做抗壓強度時不知道蒸壓加氣混凝土砌塊的含水率。如果試驗后的試塊全部或部分立即稱取質量，得出試塊烘干前的質量，然后在105℃±5℃下烘干至恒質，再得出試塊烘干后的質量，計算出的含水率往往不符合8%～12%要求。通常蒸壓加氣混凝土生產企業產品出蒸壓釜后露天堆場，經過風吹雨淋日曬，堆放時間較長時，含水率都會低于或者高于8%～12%，如果直接做抗壓強度試驗后再測定含水率可能將會導致抗壓強度試驗結果無效。為了保證蒸壓加氣混凝土砌塊抗壓強度試驗結果的準確性和有效性，不同試驗室、同一試驗室的不同試驗人員都采取了各種方法，保證試塊的含水率在8%～12%下進行抗壓強度試驗，但試驗結果有一定的誤差，而且試驗工作量大，試驗周期長。

因此，針對目前該試驗方法存在的問題，介紹了新舊蒸壓加氣混凝土砌塊產品標準和試驗方法標準制定和修訂過程，抗壓強度試驗方法存在的問題，對蒸壓加氣混凝土砌塊抗壓強度試驗方法進行了研究，根據研究結果提出了GB/T 11969-2008《蒸壓加氣混凝土性能試驗方法》和GB/T 11968-2006《蒸壓加氣混凝土砌塊》標準修訂的建議。

1 標準制定和修訂過程

1.1 GB/T 11968-2006 制定和修訂過程

1982 年由原國家建筑材料工業部制定發布建材工業部部標準JC315-1982《蒸壓加氣混凝土砌塊》，推廣了蒸壓加氣混凝土砌塊在全國各省市使用。之后在1989 年制定并首次發布了GB11968-1989《蒸壓加氣混凝土砌塊》，首次發布實施日期是1990 年8 月1 日，原JC315-1982《蒸壓加氣混凝土砌塊》標準作廢。在GB11968-1989《蒸壓加氣混凝土砌塊》標準中抗壓強度分為10，25，35，50，75共五個級別。該標準的貫徹實施對促進我國蒸壓加氣混凝土砌塊發展和提高產品質量方面起到了積極的作用，隨著蒸壓加氣混凝土砌塊品種的增加和建筑工程使用量的增大，標準有些內容已不能適應建筑工程的需求，要進行必要的修訂和補充，以適應行業發展的需要。

在1997 年標準進行了第一次修訂，內容增加了按強度級別劃分產品等級的規定，提出了導熱系數的要求，標準編號和名稱是GB/T 11968-1997《蒸壓加氣混凝土砌塊》，實施日期是1998 年6 月1 日，標準名稱不變，原GB11968-1989《蒸壓加氣混凝土砌塊》標準作廢。在GB/T 11968-1997《蒸壓加氣混凝土砌塊》標準中抗壓強度分為A1.0，A2.0，A2.5，A3.5，A5.0，A7.5，A10.0 共七個級別，比GB11968-1989《蒸壓加氣混凝土砌塊》標準增加了A2.0 和A10.0 兩個級別。

在1997 年完成第1 次修訂后，我國蒸壓加氣混凝土行業隨著建筑業的快速發展，企業的規模、數量增加，生產技術水平迅速進步，在2006 年標準又進行了第二次修訂，修訂時參考了德國、日本、英國、俄羅斯、法國等相關標準，提高了優等品和合格品的尺寸允許偏差、外觀質量和優等品的抗凍性要求，標準編號和名稱是GB/T 11968-2006《蒸壓加氣混凝土砌塊》，實施日期是2006 年12 月1 日，標準名稱不變，原GB11968-1989《蒸壓加氣混凝土砌塊》標準作廢。在GB/T 11968-2006《蒸壓加氣混凝土砌塊》標準中抗壓強度仍為七個級別，兩次標準修訂的抗壓強度平均值和單組最小值的技術指標要求沒有變化。例如建筑工程中普遍使用抗壓強度A3.5 和A5.0 級別，在GB11968-1989《蒸壓加氣混凝土砌塊》標準中表2（砌塊的性能）、GB/T 11968-1997《蒸壓加氣混凝土砌塊》標準中表3（砌塊的抗壓強度）和GB/T 11968-2006 蒸壓加氣混凝土砌塊》標準中表3（砌塊的立方體抗壓強度）技術要求都是一樣，A3.5級別平均值≥3.5 MPa，單組最小值≥2.8 MPa，A5.0 級別平均值≥5.0MPa， 單組最小值≥4.0MPa。

1.2 GB/T 11969-2008 制定和修訂過程

1980 年由原國家建筑材料工業部制定發布建材工業部部標準JC267-1980《加氣混凝土抗壓強度試驗方法》，在全國各省市規范了蒸壓加氣混凝土砌塊抗壓強度試驗。1989 年制定并首次發布GB 11971-1989《加氣混凝土力學性能試驗方法》，首次發布實施日期是1990 年8 月1 日， 原JC267-1980《加氣混凝土抗壓強度試驗方法》作廢。在GB 11971-1989《加氣混凝土力學性能試驗方法》標準中第4.3.1 條款要求抗壓強度試塊的含水率為35%±10%下進行試驗。

在1997 年標準進行了第一次修訂，修訂時參考了國外先進標準，結合我國國情并保留了原標準中科學合理的部分，對一部分內容和條款進行了修訂，標準中抗折強度，軸心抗壓強度和靜力受壓彈性模量試驗，由含水率6%～10%修改為含水率8%～12%下進行試驗，標準編號和名稱為GB/T 11971-1997《加氣混凝土力學性能試驗方法》，實施日期是1998 年6 月1 日，原GB 11971-1989《加氣混凝土力學性能試驗方法》標準作廢。在GB/T 11971-1997《加氣混凝土力學性能試驗方法》標準中第4.3.1 條款要求抗壓強度試塊含水率為25%～45%下進行試驗，與GB 11971-1989《加氣混凝土力學性能試驗方法》標準要求一樣，同時規定如果含水率超過上述規定范圍，則在60℃±5℃下烘制所要求的含水率，其他情況下可將試塊浸水6h，從水中取出用干布抹去表面水分，在60℃±5℃下烘至所需要的含水率。在2008 年標準又進行了第二次修訂，修改了抗壓強度試驗含水率要求，增加了干燥收縮特性曲線繪制方法，標準編號和名稱是GB/T 11969-2008《蒸壓加氣混凝土性能試驗方法》，實施日期是2009 年3 月1 日，標準名稱發生改變，原GB/T 11971-1997《加氣混凝土力學性能試驗方法》標準作廢。在GB/T 11969-2008《蒸壓加氣混凝土性能試驗方法》標準中第3.2.6 條款要求抗壓強度、劈裂抗拉強度、抗折強度、軸心抗壓強度和靜力受壓彈性模量的試塊在含水率8%～12%下進行試驗，如果含水率超過上述規定范圍，則在60℃±5℃下烘至所要求的含水率，并且還規定了將試驗后的試塊全部或部分立即稱取質量，在105℃±5℃下烘干至恒質，計算其含水率。GB/T 11969-2008《蒸壓加氣混凝土性能試驗方法》標準將GB/T 11971-1997《加氣混凝土力學性能試驗方法》抗壓強度試塊含水率由原來25%～45%降低為8%～12%，而且沒有明確如果試塊含水率低于8%～12%時，如何調整含水率進行抗壓強度試驗方法。

2 抗壓強度試驗方法存在的問題

筆者從事三十多年蒸壓加氣混凝土砌塊的委托試驗、監督抽查和仲裁檢驗，經歷了GB 11971-1989《加氣混凝土力學性能試驗方法》、GB/T 11971-1997《加氣混凝土力學性能試驗方法》和GB/T 11969-2008《蒸壓加氣混凝土性能試驗方法》變化，2008 年針對GB/T 11971-1997《加氣混凝土力學性能試驗方法》中抗壓強度試驗方法，在《建材標準與檢測》雜志2008 年第2 期上發表了一篇《影響測定加氣混凝土強度的因素》的文章，該篇文章中介紹了測定加氣混凝土強度中應考慮試件切割位置、試件受壓方向和試件含水率對加氣混凝土強度的影響。

近十多年來,筆者在蒸壓加氣混凝土砌塊試驗工作中，不斷總結了抗壓強度試驗的關鍵控制點和影響因素，對試塊含水率不同試驗方法和受壓方向這兩個因素進行了大量試驗，分析和研究得出了這兩個因素往往會給試驗結果帶來一定的風險，在GB/T 11969-2008《蒸壓加氣混凝土性能試驗方法》標準第3.2.6 條款規定了試塊在含水率8%～12%下進行試驗，如果含水率超過規定范圍，則在60℃±5℃下烘至所要求的含水率，但是如果含水率低于規定范圍，在該標準中沒有明確含水率如何進行試驗。并且在該條款中明確規定了試塊的受壓方向應垂直于試塊的發氣方向，但在日常檢驗過程中，都出現過試塊未標注發氣方向或標注發氣方向不正確的情況。

如果樣品含水率超過8%～12%范圍，按照GB/T 11968-2006《蒸壓加氣混凝土砌塊》標準中第8.2.2 條款和第8.3.3 條款要求，樣品數量出廠試驗3 組9 塊，型式試驗5 組15 塊，在日常試驗過程中，筆者的操作方法是樣品數量出廠試驗增加1 組3 塊和型式試驗2 組6 塊，作為備用試塊，用于預先試驗試塊含水率。試驗時將備用試塊稱取烘干前質量，然后放在105℃±5℃下烘干至恒質，測量出備用試塊含水率。根據已知備用試塊含水率，在60℃±5℃下烘至所要求的試塊含水率，抗壓強度試驗后的試塊全部或部分立即稱取質量，然后在105℃±5℃下烘干至恒質，計算試塊含水率并確認是否符合8%～12%。如果備用試塊含水率沒有代表性或者試塊的含水率波動大，也會出現試驗后試塊含水率不在8%～12%范圍，將會導致試驗結果無效，影響試驗完成時間。

如果樣品含水率低于8%～12%，在GB/T 11969-2008《蒸壓加氣混凝土性能試驗方法》標準中沒有明確含水率低于8%～12%如何進行試驗，帶來抗壓強度試驗時存在很大的困難，試驗周期也比較長，一般在7d 以后才能得出抗壓強度試驗結果。目前全國大多數試驗室基本都采用下面三種方法，第一種是先做試塊烘干后質量，然后泡水6～8h，將試塊從水中取出，用毛巾抹去表面水分，再放入電熱鼓風恒溫干燥箱，在60℃±5℃溫度下烘至所需求含水率8%～12%的試塊烘干后質量，符合試驗條件要求后做抗壓強度。第二種也是先做試塊烘干后質量，根據試塊烘干后質量反推計算出試塊含水率8%～12%質量，然后泡水20～90s，浸入一定量的水，將試塊從水中取出，用毛巾抹去表面水分，用電子天平稱取試塊質量，符合含水率8%～12%的試塊放入恒溫恒濕養護箱養護或放入塑料袋包裝密封常溫養護3d 做抗壓強度試驗，試驗后的試塊全部或部分立即稱取質量，然后在105℃±5℃下烘干至恒質，再次確認含水率是否符合要求。第三種還是先做試塊烘干后質量，根據試塊烘干后質量反推計算出試塊含水率8%～12%質量，然后泡水20～90s，浸入一定量的水，將試塊從水中取出，用毛巾抹去表面水分，用電子天平稱取試塊質量，符合含水率8%～12%的試塊，立即將做抗壓強度試驗。

這三種方法筆者做了大量的試驗，認為GB/T 11969-2008《蒸壓加氣混凝土性能試驗方法》標準抗壓強度試驗時，試塊在含水率8%～12%下進行的可操作性太差，而且試塊泡水和養護時間不統一，將造成試塊外濕內干或者內濕外干，內部水份不均勻，這樣不均勻的水份會給抗壓強度試驗結果帶來一定風險，導致不同的試驗室或者同一試驗室的試驗結果誤差很大，判定結果不一致。

筆者通過大量抗壓強度試驗研究得出：當采用不同方法測量含水率、試塊不同含水率和不同受壓方向，不同企業同一批蒸壓加氣混凝土砌塊抗壓強度試驗結果都會增加或減小，如果試驗人員未考慮到以上幾個方面的影響，那么就不能保證試驗結果準確性。

3 抗壓強度試驗

3.1 砌塊種類和規格型號

砌塊種類有水泥-石灰-粉煤灰加氣混凝土砌塊和水泥-石灰-砂加氣混凝土，試驗主要以水泥-石灰-粉煤灰加氣混凝土砌塊為主，規格型號有A3.5 B06 600×240×200 B、A3.5 B06 600×240×100 B、A5.0 B07 600×200×190 B、A5.0 B07 600×200×120 B 和A5.0 B07 600×200×200 B，由云南省昆明市、曲靖市、玉溪市、紅河州和迪慶州共40多家蒸壓加氣混凝土砌塊企業生產。

3.2 試驗儀器設備

YAW-4206 型微機控制全自動壓力試驗機（圖1），一級精度，量程0～2000kN；T5000 型電子天平，稱量0～2 000kg，感量1g；101-4A 型電熱鼓風恒溫干燥箱，使用范圍10～300℃，精度±2℃，功率9 000 w，工作室尺寸800×800×1000mm；鋼直尺，規格為300mm,分度值為0.5mm；HWS-1000 恒溫恒濕養護箱，濕度使用范圍10～100%，精度:±2%，溫度使用范圍10～100℃，精度±0.5℃，工作室尺寸1 000×1 000×1 000mm。

圖1 YAW-4206 型微機控制全自動壓力試驗機