互鎖加氣混凝土砌塊砌體彎曲抗拉性能試驗研究

鄭家林

（貴州瑞泰實(shí)業(yè)有限公司，貴州 六盤水 553000）

工程建筑中，由于砌塊墻本身具有隔熱性能優(yōu)良且造價成本較低的優(yōu)勢，同時材料選取便捷性也較高，所以在砌塊墻體施工中應(yīng)用也更為頻繁。但目前，傳統(tǒng)的砌塊墻體生產(chǎn)期間，卻仍舊存在成本高且易受外界因素制約類問題，導(dǎo)致最終的作業(yè)成本不滿足項目要求。鑒于此，本次研究中針對互鎖加氣混凝土砌塊砌體彎曲抗拉性能試驗進(jìn)行分析具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

1 試驗材料

1.1 互鎖加氣混凝土砌塊

本次試驗中所采用的互鎖加氣混凝土砌塊級別為A3.5級，經(jīng)檢測材料滿足GB 50574-2010《墻體材料應(yīng)用統(tǒng)一技術(shù)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)。所有選用試驗的砌塊重量均值為18kg，主、輔砌塊規(guī)格分別為600*200*200mm、297*200*200mm。期間，不同的砌塊配置了A、B兩種互鎖試驗方案，兩種方案內(nèi)容設(shè)定的差異，體現(xiàn)在各自互鎖的深度存在異同性，A、B深度分別為10mm、15mm。

1.2 砂漿

試驗中，進(jìn)行互鎖加氣混凝土砌塊的試驗材料選擇時，研究員決定選用砂漿這一材料作為專用砂漿，級別為DMa7.5級，材料滿足JC/T890《蒸壓加氣混凝土墻體專用砂漿》中標(biāo)準(zhǔn)，試件的規(guī)格為70.7*70.7*70.7mm，屬于三聯(lián)砂漿塑模，用量為3個，隨后就塑膜進(jìn)行振搗后靜置處理，時間為2d，脫模時選用了脫模氣槍設(shè)備輔助脫模。試驗中，進(jìn)行混凝土砌塊的彎曲抗拉試件養(yǎng)護(hù)時，需要確保期款與砂漿塑膜兩者的養(yǎng)護(hù)條件保持一致，包括養(yǎng)護(hù)時間。具體養(yǎng)護(hù)時間為28d，且在試驗中，必須將JGJ/T70-2009《建筑砂漿基本性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》作為試驗標(biāo)準(zhǔn)，并依照其中標(biāo)準(zhǔn)完成對應(yīng)的砂漿的強(qiáng)度測試工作，確保滿足本次試驗要求。

2 試件設(shè)計

本次研究中，技術(shù)人員想要進(jìn)一步加深對于研究主題的技術(shù)了解，同時為了整理更加詳細(xì)的試驗數(shù)據(jù)，決定將試驗重點(diǎn)集中在沿齒縫截面彎曲的實(shí)際抗拉性能處理方面。此外，為了提升試驗的標(biāo)準(zhǔn)性和嚴(yán)格性，嚴(yán)格遵照GB/T 50129《砌體基本力學(xué)性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》中所標(biāo)準(zhǔn)和給出的各項要求進(jìn)行試驗設(shè)計。所選用的試件尺寸以1190*815*200mm為主，其中，主砌塊、輔助砌塊分別選6個。

3 試驗過程分析

3.1 裝置及加載方案

試驗過程中，主要的參考依據(jù)是GB/T 50129文件要求，于此基礎(chǔ)上針對砌體沿齒縫截面的具體彎曲抗拉試驗展開分析。試驗裝置處理中技術(shù)人員需注意，固定鉸支座過程中，固定材料選擇應(yīng)以等邊角鋼為主，且角鋼的邊長需控制在50mm左右。進(jìn)行滾動鉸支座的試驗研究材料選擇時，包括對于滾軸的選取，也必須以具有圓形特征、實(shí)心鋼棒類材料為主，過程中需注意，應(yīng)確保滾軸的直徑滿足50mm標(biāo)準(zhǔn)。此外，還需注意，固定鉸與滾動鉸兩者的支座在上表面高度處理上，應(yīng)保持其身處相同水平面。

3.2 試驗過程分析

試驗過程中，具體的試驗步驟如下。

1）試驗前準(zhǔn)備工作。試驗員需使用記號筆，在試件之上將砌塊支座與荷載作用點(diǎn)所形成的作用點(diǎn)標(biāo)注出來，隨后進(jìn)行試驗跨度的測量。期間需注意，進(jìn)行截面尺寸的測量時，測量點(diǎn)應(yīng)選在試件純彎區(qū)段的中部位置，測量工具使用卷尺，其精度控制在±1mm范圍內(nèi)。

2）試驗過程中，將試件邊長為標(biāo)準(zhǔn)，選定其為旋轉(zhuǎn)軸，進(jìn)行90°旋轉(zhuǎn)，在試驗臺之上進(jìn)行平移。隨后在試驗臺座之上就位各個試件，其間需嚴(yán)格按照簡支梁三分點(diǎn)集中加荷載相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行工作。隨后，在作用線之上，先執(zhí)行細(xì)石英砂的鋪設(shè)工作，目的在于避免后續(xù)進(jìn)行加載試驗時出現(xiàn)應(yīng)力集中情況。從而對試驗結(jié)果的精準(zhǔn)度產(chǎn)生影響。當(dāng)細(xì)砂鋪設(shè)中，需將經(jīng)過打磨后光滑的鋼板在荷載作用線出放置，并確保作用線、鋼板中心線保持一致。

3）試驗方法。本次試驗主要選用勻速連續(xù)加荷方法，過程中為了避免出現(xiàn)試驗破壞類問題，加荷的速度需維持在3-5min之間，如果不慎出現(xiàn)試件破壞問題，應(yīng)該第一時間停止試驗，并記錄試件破壞之時的荷載值以及對應(yīng)的損壞特征。

3.3 試驗現(xiàn)象

通過試驗得出，試件出現(xiàn)破壞情況的位置主要集合于跨中三分之一處，其均屬于正常破話現(xiàn)象，原因在于當(dāng)選用如下加載方式時，簡支梁三分點(diǎn)均在集中加荷方式，試件跨中位置三分之一處屬于純彎區(qū)段，對應(yīng)的彎矩數(shù)值相同，且已達(dá)到最大值。

4 試驗結(jié)果處理

數(shù)據(jù)處理。進(jìn)行數(shù)據(jù)處理之時，本次試驗中按照GB/T 50129標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，所有單個試件的數(shù)據(jù)處理，均需沿齒縫截面的實(shí)際彎曲抗拉強(qiáng)度進(jìn)行對應(yīng)的數(shù)據(jù)計算，計算公式f，具體的計算公式如下（1）所示：

公式（1）中，f（MPa）指代的是試件的彎曲抗拉強(qiáng)度；N（N）指代的是試件的抗彎破壞荷載值；G（N）指代的是試件的自身重量；G（mm）指代的是抗彎試件計算跨度值（本次精確至0.01MPa）；b（mm）、h（mm）分別指代的是試件的截面寬度及高度參數(shù)值。

隨后針對各組試驗彎曲抗拉試件的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行計算和統(tǒng)計，對應(yīng)的計算公式如下（2）：

在公式（2）中，f（MPa）、（MPa）、S分別指代試件的彎曲抗拉強(qiáng)度的實(shí)測值、平均值、標(biāo)準(zhǔn)差；n、δ分別指代一組砌體試件數(shù)量、試件變異系數(shù)。

最后，可計算得出如表1所示統(tǒng)計結(jié)果。

表1 互鎖加氣混凝土砌塊砌體彎曲抗拉強(qiáng)度數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

注釋：f、f分別指代砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的沿齒縫截面彎曲抗拉強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)值和設(shè)計數(shù)值。

試件編號 WQ1 WQ2 WQ3 WQ4混凝土砌塊f2/MPa 12.8 -f-/MPa 0.44 0.26 0.31 0.30 -ftm，m/MPa 0.29 -f-/f tm，m 1.52 0.90 1.07 1.03 -S 0.0316 0.0278 0.0132 0.0214 -δ 0.0718 0.1069 0.0426 0.0713 -fk/MP 0.39 0.21 0.29 0.26 -Fv，k/MPa 0.24 0.13 0.18 0.16 -ftm/MPa - - - - 0.17 ftm，k/MPa - 0.11---

5 影響因素探討

5.1 砌筑質(zhì)量

通過對表2中的試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可知，WQ2組中，試驗數(shù)值變化差距最大，且δ的數(shù)值已經(jīng)達(dá)到了0.1069。對應(yīng)的，WQ3中，試驗數(shù)值的變化差異則最小，δ僅達(dá)到了0.0426。該數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果的得出，離散性越大，越代表試件的砌筑質(zhì)量差異有影響。

本次試驗中，所有試件的試驗操作流程均由同一名技術(shù)等級為中等的技術(shù)工人完成，且易分層流水作業(yè)完成。對于不同的試件進(jìn)行試驗處理時，研究人員發(fā)現(xiàn)，所有試件實(shí)際的砂漿灰縫的具體飽滿度參數(shù)值均有所差異，部分過低或過高的試件，最后所制作的混凝土砌塊質(zhì)量均不符合工程標(biāo)準(zhǔn)。同時，當(dāng)砌筑處理期間，試件具體含水量的差異，對于砌塊質(zhì)量影響也較大。此外在WQ3和WQ4中，每一件砌塊之間，如果出現(xiàn)了互鎖扣緊度不夠的現(xiàn)象，后續(xù)的試驗結(jié)果及數(shù)據(jù)均會隨之變化，且扣緊密度越低，質(zhì)量越低，對應(yīng)的互鎖結(jié)構(gòu)實(shí)際扣合作用自然也會隨之大打折扣，最終影響試驗值出現(xiàn)偏低問題。

5.2 互鎖結(jié)構(gòu)

試驗中發(fā)現(xiàn)，互鎖結(jié)構(gòu)下，當(dāng)沿齒縫截面的實(shí)際彎曲抗拉試件破壞面受力過于復(fù)雜時，往往會出現(xiàn)切向受力和法向受力的同步出現(xiàn)現(xiàn)象，在此背景下，砌塊體和砂漿兩者之間的切向粘合度強(qiáng)度不同，會對截面產(chǎn)生不同的破壞影響。此外，互鎖加氣混凝土砌塊與砌塊之間進(jìn)行扣合時，由于需要借助互鎖結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，所以很大程度上需受到砌塊之間的實(shí)際移動情況限制，導(dǎo)致試件破壞截面的實(shí)際切向受力變大。

6 結(jié)語

綜上所述，經(jīng)試驗得出如下結(jié)論。

1）經(jīng)過試驗數(shù)據(jù)分析可知，互鎖A型中，WQ3中彎曲抗拉強(qiáng)度數(shù)值與規(guī)范數(shù)值相比，顯著提升了70%以上，同時設(shè)計數(shù)值也提升至60%以上。與A型相比，B型組WQ4中標(biāo)準(zhǔn)值僅提高50%左右，設(shè)計值也僅達(dá)到40%左右。綜合試驗結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，砌塊間互鎖結(jié)構(gòu)的扣合程度，在很大程度上影響其相互空間大小，導(dǎo)致相鄰砌塊間的接觸緊密程度過高，最終影響彎曲抗拉強(qiáng)度。

2）當(dāng)針對WQ1、WQ3以及WQ4三組進(jìn)行試驗數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行對比可知，組別中彎曲抗拉內(nèi)，互鎖扣合作用遠(yuǎn)低于砂漿鍵之間的作用力。同時可發(fā)現(xiàn)，上述三個試驗組中，均滿足GB50003中的平均值、標(biāo)準(zhǔn)值及設(shè)計值。