不同種類墻體材料樣品制備、力學(xué)性能檢測技術(shù)差異性研究

周穎

(廣州市盛通建設(shè)工程質(zhì)量檢測有限公司)

0 引言

墻體材料是指用于墻體的磚、砌塊等材料，亦包括輕質(zhì)隔墻條板等材料，是墻體工程的主要材料。隨著我國經(jīng)濟(jì)的繁榮發(fā)展，人們對住宅質(zhì)量安全水平的提高，墻體工程得到較大發(fā)展。墻體材料是以燒結(jié)粘土磚為主的耗能高、污染重的材料，逐步形成了以蒸壓加氣混凝土砌塊、普通混凝土小型砌塊、混凝土實(shí)心磚、蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚、輕質(zhì)隔墻條板等新型墻體材料[1]。新型墻體材料具有能耗低、污染少、節(jié)能效果好、方便施工等諸多優(yōu)點(diǎn)。滿足節(jié)能減排的要求，為我國建筑技術(shù)進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

力學(xué)性能，是墻體材料的重要指標(biāo)，對整個(gè)砌體工程的質(zhì)量安全有著重要影響。然而新型墻體材料產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)眾多，力學(xué)性能試驗(yàn)方法各異，為產(chǎn)品質(zhì)量控制、進(jìn)場送檢、驗(yàn)收等工作帶來諸多困難。本文就燒結(jié)普通磚、蒸壓加氣混凝土砌塊、普通混凝土小型砌塊、混凝土實(shí)心磚、蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚、輕質(zhì)隔墻條板等主要墻體材料的抗壓強(qiáng)度樣品制備、試驗(yàn)檢測等進(jìn)行探討與研究，為墻體材料的生產(chǎn)、檢測、驗(yàn)收提供技術(shù)參考。

1 主要產(chǎn)品及試驗(yàn)方法

主要墻體材料的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 主要墻體材料產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)[2-11]

2 樣品制備技術(shù)

2.1燒結(jié)普通磚、蒸壓灰砂磚

⑴如樣品表面不平整，需采用一次成型制樣，采用專用漿料、模具、振動臺進(jìn)行找平、成型、振實(shí)。漿料應(yīng)符合GB/T25183的要求，模具、振動臺應(yīng)符合GB/T25044的要求。

將磚鋸成兩個(gè)半截磚，放入室溫水中浸泡20～30分鐘后取出，在鋼絲網(wǎng)架上靜置滴水20～30 分鐘。然后兩半截磚斷口呈相反方向疊加放入制樣模具進(jìn)行成型；疊合部分尺寸≥100mm；疊合部分之間凈漿材料的厚度≤5mm；磚的大面找平凈漿材料的厚度≤3mm。試樣經(jīng)振實(shí)，靜置至凈漿材料達(dá)到初凝時(shí)間后拆模。燒結(jié)普通磚見圖1，一次成型制樣見圖2。

圖1 燒結(jié)普通磚

圖2 一次成型制樣

⑵如樣品表面平整，則無需進(jìn)行表面找平處理，將磚鋸成兩個(gè)半截磚，兩半截磚切斷口呈相反方向疊加；疊合部分尺寸≥100mm。

⑶試件養(yǎng)護(hù)：采用一次成型制樣的，應(yīng)在不通風(fēng)的室內(nèi)養(yǎng)護(hù)4小時(shí)，且室內(nèi)溫度≥10℃。

2.2蒸壓加氣混凝土砌塊

⑴制品切割制樣，試件沿制品發(fā)氣方向的中心部位，按上、中、下順序鋸取。上塊的上表面距離制品頂面30mm，下塊的下表面應(yīng)距離制品底面30mm，中塊在制品正中心處，示意圖見圖2。加工好的試件為100mm×100mm×100mm 的立方體，試件應(yīng)表面平整，不得有裂紋等缺陷，尺寸允許偏差為±1mm。蒸壓加氣混凝土砌塊制品見圖3，切割制樣示意圖見圖4。

圖3 蒸壓加氣混凝土砌塊制品

圖4 蒸壓加氣混凝土砌塊試件制作示意圖

⑵試件狀態(tài)調(diào)節(jié)，抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)應(yīng)在試件含水率在(10±2)%范圍內(nèi)進(jìn)行，如試件含水率不在此范圍內(nèi)，應(yīng)在(60±5)℃的電熱鼓風(fēng)干燥箱中烘至該含水率，并在室內(nèi)放置6小時(shí)以后進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。

2.3普通混凝土小型砌塊

根據(jù)樣品的高寬比H/B進(jìn)行制樣。

⑴高寬比H/B≥0.6 時(shí)，可以直接進(jìn)行試件制備，以樣品鋪樣面為承壓面，進(jìn)行坐漿，找平材料厚度≤3mm；當(dāng)承壓面的水泥砂漿找平材料終凝2 小時(shí)后，將樣品翻身，進(jìn)行另一面的坐漿。普通混凝土小型砌塊見圖5，坐漿制樣見圖6。

圖5 普通混凝土小型砌塊

圖6 普通混凝土小型砌塊坐漿

⑵高寬比H/B＜0.6 時(shí)，將兩塊樣品先用找平材料重疊粘結(jié)在一起，粘結(jié)層厚度≤3mm，兩塊樣品應(yīng)規(guī)格相同，開孔應(yīng)基本對齊。在粘結(jié)材料終凝2h 后，再進(jìn)行兩個(gè)承壓面的找平處理。

⑶試件養(yǎng)護(hù)，將制備好的試件，放在(20±5)℃，濕度50±15%的室內(nèi)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間根據(jù)找平和粘接材料而定，例如采用普通水泥砂漿制備的試件，需養(yǎng)護(hù)3天，采用快硬硫鋁酸鹽水泥砂漿制備的，需養(yǎng)護(hù)1天。

2.4混凝土實(shí)心磚

根據(jù)樣品的高度進(jìn)行制樣。

⑴當(dāng)樣品的高度40mm≤高度＜90mm 時(shí)，將樣品切斷兩個(gè)半截磚，切斷后半截磚的長度≥90mm。將兩個(gè)半截磚的坐漿面用濕布擦拭后，以斷口呈相反方向疊放，用PO42.5 級水泥調(diào)制的水泥凈漿粘結(jié)，粘結(jié)厚度不超過3mm；上下兩面用同種凈漿找平，找平厚度不超過3mm。制備好的試件上下兩面應(yīng)相互平行，且垂直于側(cè)面。混凝土實(shí)心磚見圖7，坐漿制樣見圖8。

圖7 混凝土實(shí)心磚

圖8 混凝土實(shí)心磚坐漿

⑵當(dāng)樣品的高度≥90mm 時(shí)，采用坐漿法，將受壓面用PO42.5 級水泥調(diào)制的水泥凈漿找平，找平厚度≤3mm。待水泥凈漿凝固后，將樣品反轉(zhuǎn)，對另一面進(jìn)行坐漿。

⑶試件養(yǎng)護(hù)，將制備好的試件，放在不低于(20±5)℃的不通風(fēng)室內(nèi)養(yǎng)護(hù)，至少養(yǎng)護(hù)3天。

2.5蒸壓粉煤灰磚

根據(jù)樣品是否帶砌筑漿槽進(jìn)行制樣。

⑴不帶砌筑漿槽的磚：將磚在(20±5)℃的水中浸泡24 小時(shí)，取出用濕布擦去表面水分，將樣品從中間部位切斷成兩個(gè)半截磚，交錯(cuò)疊加，疊加部位長度以100mm為宜。

⑵帶砌筑漿槽的磚：將樣品從中間部位切斷成兩個(gè)半截磚，用等級不低于P.O42.5 級的水泥調(diào)制水泥凈漿，試樣在(20±5)℃的水中浸泡15 分鐘，在鋼絲網(wǎng)架上滴水3 分鐘后，用調(diào)制后的水泥凈漿將砌筑漿槽抹平。經(jīng)(20±5)℃，濕度(50±15)%的環(huán)境下養(yǎng)護(hù)2 天后，進(jìn)行交錯(cuò)疊加，疊加部位長度以100mm為宜。

2.6輕質(zhì)隔墻條板

沿輕質(zhì)隔墻條板的板寬方向，截取厚度為墻板厚度尺寸，高度100mm，長度100m的單元體試樣，如為空心墻板，長度包括一個(gè)完整孔及兩條完整空間肋。如切割后的樣品上、下表面不平整，可調(diào)制水泥砂漿處理，并用水平尺調(diào)至水平，使之成為相互平行且與試樣孔洞圓柱軸線垂直的平面。輕質(zhì)隔墻條板見圖9，抗壓試件見圖10。

圖9 輕質(zhì)隔墻條板

圖10 輕質(zhì)隔墻條板抗壓試件

不同種類的墻體材料，其樣品制備要求不同，這是由其材料特點(diǎn)決定的。例如蒸壓加氣混凝土砌塊，其材質(zhì)多孔、質(zhì)輕，材料吸水后，分子間的吸引力減弱，進(jìn)而強(qiáng)度降低，因此隨著含水率的增加，抗壓強(qiáng)度明顯降低[12]?；诖耍嗫紤]工程現(xiàn)場施工實(shí)際情況，國家標(biāo)準(zhǔn)給出抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)應(yīng)在試件含水率在(10±2)%范圍內(nèi)進(jìn)行的規(guī)定。

3 力學(xué)性能試驗(yàn)

3.1試驗(yàn)加載

測量試件承壓面尺寸，將試件置于壓力試驗(yàn)機(jī)承壓板的中央，以標(biāo)準(zhǔn)要求的速率進(jìn)行加載，直至試件破壞，記錄最大破壞荷載。不同種類的墻體材料，其加載速率不同，詳見表2。

3.2試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算與表征

按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試件數(shù)量，進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)完畢后，應(yīng)按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算與表征。不同種類的材料，其方法不同，切勿混用，詳見表2。

表2 主要墻體材料抗壓強(qiáng)度加載速率、結(jié)果表征

需特別注意的是：

燒結(jié)普通磚，試驗(yàn)結(jié)果表征時(shí)，先計(jì)算10 塊試件抗壓強(qiáng)度平均值與強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差，強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值=平均值—1.83×標(biāo)準(zhǔn)差。

蒸壓加氣混凝土砌塊，試件的受壓方向應(yīng)垂直于制品的發(fā)氣方向，試驗(yàn)后，立即稱取破壞后的全部或部分試件，放入電熱鼓風(fēng)干燥箱，在（105±5）℃下烘至恒質(zhì)，計(jì)算其含水率。如實(shí)測含水率超出（10±2）%的范圍，則該抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果無效。

普通混凝土小型砌塊，試件放在試驗(yàn)機(jī)下壓板上時(shí)，要盡量保證試件的重心與試驗(yàn)機(jī)壓板中心重合；試驗(yàn)時(shí)，試件的開孔方向應(yīng)與試驗(yàn)機(jī)加壓方向一致。

4 案例分析

⑴某廠家送檢尺寸為200mm×200mm×600mm、強(qiáng)度等級A5.0、干密度等級B07的蒸壓加氣混凝土砌塊制品至某檢測機(jī)構(gòu)進(jìn)行抗壓強(qiáng)度檢測。檢測人員按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定加工切割制樣成尺寸為100mm×100mm×100mm 的標(biāo)準(zhǔn)試件，加工后含水率約25%，該檢測人員未按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定調(diào)整含水率至10%±2%范圍內(nèi)，而是直接進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果為4.5MPa，評定為不合格。后經(jīng)復(fù)查為未調(diào)整含水率至10%±2%導(dǎo)致，重新取樣切割加工，按要求調(diào)整含水率后進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果為5.4MPa，合格。前后抗壓強(qiáng)度差異達(dá)16.7%，此為不按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行樣品調(diào)節(jié)導(dǎo)致的結(jié)果誤判。

⑵某工程項(xiàng)目進(jìn)場一批蒸壓灰砂磚，尺寸240mm×115mm×53mm、強(qiáng)度等級MU20。由于蒸壓灰砂磚和工程現(xiàn)場的混凝土實(shí)心磚外觀類似，工地送檢人員送檢時(shí)，誤將其按照混凝土實(shí)心磚進(jìn)行委托抗壓強(qiáng)度。檢測人員按照混凝土實(shí)心磚的要求進(jìn)行切割，切斷后兩塊半截以斷口呈相反方向疊放，磚疊合部分長度為90mm，制樣后進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，由于疊合部分的面積不符合蒸壓灰砂磚≥100mm 的要求，造成試驗(yàn)結(jié)果失實(shí)。此為委托方選錯(cuò)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)致的失誤。

5 結(jié)語

新型墻體材料產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)眾多，力學(xué)性能試驗(yàn)方法各異，為產(chǎn)品質(zhì)量控制、進(jìn)場送檢、驗(yàn)收等工作帶來諸多困難。因此，各種材料在進(jìn)場、送檢、檢測、驗(yàn)收等過程中，需嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的規(guī)定進(jìn)行，以避免失誤，確保整個(gè)砌體工程的質(zhì)量。