蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊抗壓強度檢測新方法探討

張亞濤，王松，張成銀

[安徽?。ㄋ炕春铀瘑T會）水利科學研究院，安徽 蚌埠 233000]

0 引言

蒸壓加氣混凝土砌塊是以硅質和鈣質材料（水泥、石灰、礦渣、砂、粉煤灰等）為主要原材料，以鋁粉為發(fā)氣劑，經加水攪拌澆注、發(fā)氣膨脹、蒸壓養(yǎng)護等工序制備的多孔混凝土制品。主要用于框架結構和現澆混凝土結構建筑的外墻填充、內墻隔斷，其優(yōu)點為：節(jié)約土地資源，提高墻體的保溫隔熱性，具有輕質抗壓和耐火、吸聲性，且耐久好，易加工[1-2]。為保障產品質量，進行抗壓強度檢測是主要手段之一。對砌塊進行抗壓強度檢測時，要注意其中的含水率，因為砌塊含水率越高，其抗壓強度越低[3]，現行標準GB/T 11969—2008《蒸壓加氣混凝土性能試驗方法》規(guī)定，需在試件含水率為8%～12%時進行抗壓強度試驗。因此，對加氣塊進行抗壓強度檢測時，8%～12%的含水率是判定每個試件抗壓強度結果是否有效的前提條件。

實際試驗中，存在因最后測得含水率不在8%～12%范圍內，而導致抗壓強度試驗失敗的情況；存在抗壓強度試驗過程過于繁瑣的情況；存在含水率小于8%的試件不知如何進行抗壓強度檢測的情況。為解決上述問題，采用先干燥試件、然后添加定量水和調節(jié)含水率分布的方法處理抗壓強度待測試件，控制含水率在8%～12%范圍內，抗壓強度測試值與采用標準方法時基本一致，且縮短了試驗時間。

1 試驗

1.1 原材料

蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊：A5.0B06級，規(guī)格為600mm×240 mm×200 mm，安徽省神洲建材科技有限公司生產。

1.2 試驗儀器

BS-30KA 型電子天平：感量 1 g，量程 0～30 kg；CMT5105型電子萬能試驗機：最大試驗力100 kN，準確度等級為0.5級；DHG-9101-3S型電熱恒溫鼓風干燥箱：控溫范圍為RT+10～300℃，控溫儀溫度波動±0.5℃；鋼直尺：規(guī)格為300 mm，分度值為0.5 mm。

1.3 試驗方法

按照GB/T11969—2008，分別從同一批次A5.0B06級蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊中制取 10 組（1#、2#、3#、4#、5#、6#、A 組、B組、C組、D組）100 mm×100 mm×100 mm的試件，每組3塊試件是從同一塊試樣（600 mm×240 mm×200 mm）中制?。ㄖ迫?#、A組、B組、C組和D組試件時，在剩余的上半部分和下半部分再分別取1個100 mm×100 mm×100 mm的試件，用于含水率分布試驗，該類試件在整塊試樣中的大致位置如圖1所示。

圖1 含水率分布樣在整塊試樣中位置

1.3.1 標準法抗壓強度試驗

先將待測試件烘至恒重[或測試試件的干密度，方法為：先在（60±5）℃下保溫 24 h，然后在（80±5）℃下保溫 24 h，再在（105±5）℃下烘至恒重，該過程至少3 d時間]，計算干密度，然后再由該干密度值以及待測試件體積和質量，估算出該試件的大致含水率，若含水率在8%～12%范圍內，則可直接進行抗壓強度測試，然后將試件的全部或部分立即稱取質量，在（105±5）℃下烘至恒重（需要 2～3 d時間），計算其含水率；若試件含水率大于12%，則應先在（60±5）℃下烘至含水率在8%～12%范圍內[4]（需1～2 d時間，且要不時地進行稱量監(jiān)測），再進行抗壓強度和含水率的測試。

1.3.2 含水率定量法抗壓強度試驗

先根據烘至恒重（參照GB/T 11969—2008中干密度試驗方法）的每個試件質量準確計算出含水率在8%～12%范圍內的加水量（一般計算含水率為10%的加水量），把待加水量平分為6份，分別倒入平底玻璃容器中，每一份用干燥試件的1個面吸干，然后迅速用塑料薄膜把吸好水的試件密封，編號，垂直氣孔方向放置在試驗室內（每間隔12 h上下位置對調1次）。放置到一定時間后進行抗壓強度測試。

1.3.3 含水率分布試驗

分別對含水率分布樣 1#-4、A-4、B-4、C-4、D-4 進行垂直發(fā)氣方向的含水率分布試驗，對含水率分布樣1#-5、A-5、B-5、C-5、D-5進行水平發(fā)氣方向的含水率分布試驗，試驗前每個試件按照1.3.2中方法處理，試驗采取取芯（芯樣長100mm、直徑50 mm，取芯位置如圖2所示）后分段（10 mm為1段，共分成9段，如圖3所示）測含水率的方法，其中試樣1#-4和1#-5按照標準法處理后進行取芯分段切割測含水率，A-4和A-5浸水后10 min內進行取芯分段切割測含水率，B-4和B-5、C-4和 C-5、D-4和 D-5 分別浸水密封 1 d、2 d、3 d后進行取芯分段切割測含水率。

圖2 取芯位置示意

圖3 芯樣分割示意

2 試驗結果與分析

2.1 抗壓強度試驗結果與分析

按1.3.1分別對1#、2#和3#組試件進標準法行抗壓強度試驗（利用4#、5#和6#組試件進行干密度測試，然后利用該測試結果對1#、2#和3#組試件的含水率進行估算、控制），結果如表1所示。

表1 標準法抗壓強度試驗結果

由表1可知：利用標準法進行抗壓強度試驗所需時間在5～8 d，鑒于加工好的試件含水率大多在12%以上，標準法抗壓強度試驗時間一般大于6 d；試件的估算含水率盡管都在8%～12%范圍內，但存在8%和12%附近的值，造成因含水率不合格而使試驗失敗的風險較高。

參照1.3.2分別對A組、B組、C組和D組試件進行含水率定量法抗壓強度試驗，其中A組試件加10%水后，不進行密封處理，直接進行抗壓強度測試（從加水到進行抗壓強度測試應在10 min以內），B組、C組和D組試件分別密封放置1 d、2 d和3 d后進行抗壓強度測試，結果如表2所示。

表2 含水率定量法抗壓強度試驗結果

由表2可知：按照含水率定量法對加氣塊進行抗壓強度測試時，密封保存1 d、2 d和3 d后試件抗壓強度平均值與按照標準法進行測試的結果基本一致，所得結果相對誤差均在2%以內，而沒有進行密封保存（浸水后立即進行試驗）的試件抗壓強度平均值遠大于按照標準法進行測試的結果，相對誤差達到11.4%；上述試驗試件含水率都集中于10%附近，試驗因含水率不合格而失敗的風險大大降低；試驗只需4 d即可完成。

2.2 含水率分布結果與分析

試樣1#-4、A-4、B-4、C-4和D-4垂直發(fā)氣方向含水率分布如圖4所示，試樣1#-5、A-5、B-5、C-5和D-5水平發(fā)氣方向含水率分布如圖5所示。

圖4 垂直發(fā)氣方向含水率分布

圖5 水平發(fā)氣方向含水率分布

從圖4和圖5可以得出：按照標準法處理的試件、加水10 min內處理的試件，以及加水后密封保存1 d、2 d和3 d的試件，在垂直發(fā)氣方向和水平發(fā)氣方向上，含水率分布基本一致；相比于加水10 min內處理的試件，加水后密封保存1 d、2 d和3 d的試件中含水率分布與按照標準法處理的試件中的含水率分布的鏡像重合度較高，這同時也是加水后密封保存1 d、2 d和3 d的試件抗壓強度與按照標準法所得結果基本一致的原因。

2.3 綜合比較分析

對蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊抗壓強度進行檢測時，標準法和含水率定量法的區(qū)別如表3所示。

表3 標準法和含水率定量法抗壓強度試驗的區(qū)別

由表3可知：含水率定量法在適用范圍、含水率控制難易程度、成型試件數量和試驗時間4個方面都優(yōu)于標準法，建議以后進行抗壓強度測試時，采用含水率定量法進行測試。

3 驗證試驗

利用A5.0B07級、規(guī)格為600 mm×240 mm×200 mm的蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊（鳳陽九龍新型建材有限公司生產）進行驗證試驗，先用標準法測試3組試件的抗壓強度，結果如表4所示，再用含水率定量法測試另外3組試件的抗壓強度，結果如表5所示。

表4 A5.0B07級砌塊標準法抗壓強度測試結果

表5 A5.0B07級砌塊含水率定量法抗壓強度測試結果

由表4和表5可知，與標準法相比，含水率定量法所測試件的抗壓強度平均值相對誤差在2%以內；大大降低了因含水率不合格而導致試驗失敗的風險；縮短了試驗時間，且操作更簡便。

4 結語

（1）建立了蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊抗壓強度測試的新方法——含水率定量法，具體方法為：先烘至恒重（參照GB/T 11969—2008中干密度試驗方法），然后加入定量水、密封后垂直發(fā)氣方向放置至少1d時間（每間隔12 h上下位置對調1次），再進行抗壓強度測試。

（2）利用含水率定量法進行蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊抗壓強度試驗的優(yōu)點為：縮短試驗時間，減小因含水率不合格而造成試驗失敗的風險，更易于操作，且適用于各種含水率的加氣混凝土砌塊進行抗壓強度測試。

（3）對于同類型蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊，即使總含水率相同，但如果含水率分布狀態(tài)不同，會使每組抗壓強度平均值會有很大差別。只有同時具備總含水率相同和含水率分布狀態(tài)近似（鏡像重合度較高）2個條件，每組抗壓強度平均值才不會差別很大。

[1] 趙成文，劉雅楠，周培厚，等.不同砌筑方式蒸壓加氣混凝土砌塊砌體抗壓強度研究[J].新型建筑材料，2010（1）：32-35.

[2] 郭猛，徐健，徐福泉，等.加氣混凝土砌塊墻力學性能研究現狀與展望[J].建筑科學與工程學報，2012，29（4）：44-52.

[3]GB 50203—2011，砌體結構工程施工質量驗收規(guī)范[S].

[4]GB/T 11969—2008，蒸壓加氣混凝土性能試驗方法[S].