有關(guān)混凝土模塊抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)的探討

劉麗麗 顧銀鐘

混凝土模塊是指混凝土通過(guò)專用加工設(shè)備制作，用于砌筑構(gòu)筑物，具有不同形式和系列比模數(shù)的混凝土單塊砌筑產(chǎn)品，簡(jiǎn)稱模塊。主要分為標(biāo)準(zhǔn)模塊、弧形模塊、軸頭模塊和角度模塊。標(biāo)準(zhǔn)模塊外形為長(zhǎng)方體，主要用于砌筑矩形小室、矩形儲(chǔ)液池及矩形溝渠墻體結(jié)構(gòu)的模塊?；⌒文K外形為圓弧形，用于圓形構(gòu)筑物墻體結(jié)構(gòu)的模塊。軸頭模塊是采用標(biāo)準(zhǔn)模塊切割而成，用于直壁墻體端頭及節(jié)點(diǎn)的模塊。角度模塊用于直壁墻體轉(zhuǎn)彎處連接墻體結(jié)構(gòu)，且折線角度與之相適宜的墻體結(jié)構(gòu)模塊，其形狀見圖1.

圖1.混凝土模塊形狀表

一、混凝土模塊的性能要求

混凝土模塊的性能要求主要包括：尺寸允許偏差、模塊的開孔率應(yīng)在35%～80%之間、模塊外觀質(zhì)量、抗壓強(qiáng)度、模塊干縮率和相對(duì)含水率。模塊用混凝土的抗?jié)B等級(jí)應(yīng)為S4和S6。嚴(yán)寒及寒冷地區(qū)，用于露天環(huán)境的模塊混凝土應(yīng)具有抗凍性能，其抗凍等級(jí)應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定。

通常，模塊抗壓強(qiáng)度等級(jí)分為MU7.5、MU10、MU12.5和M15四級(jí)。這是《排水工程混凝土模塊砌體結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CJJ/T 230-2015中的要求，而在全國(guó)各地的生產(chǎn)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，混凝土模塊強(qiáng)度等級(jí)各不相同，最低的有MU3.5（《混凝土模塊》企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/XWD 001-2017）、最高的有MU35（《檢查井用混凝土模塊》企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/3201 HSJC02-2016）。但檢測(cè)抗壓強(qiáng)度的方法有所不同，表面上看強(qiáng)度等級(jí)一致，但實(shí)際模塊的承載能力可能不同。

二、抗壓強(qiáng)度的檢測(cè)方法

抗壓強(qiáng)度的檢測(cè)方法在《排水工程混凝土模塊砌體結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CJJ/T 230-2015附錄B中主要有兩種方法。一種是換算法，即MU=P/LB×δ/[δ]

式中：MU—抗壓強(qiáng)度(MPa)；

P—破壞荷載(N)；

L—受壓面的長(zhǎng)度(mm)；

B—受壓面的寬度(mm)；

δ—混凝土模塊實(shí)際開孔率；

[δ]—混凝土模塊基準(zhǔn)開孔率，取0.40。

也就是要將模塊的實(shí)際抗壓強(qiáng)度換算成基準(zhǔn)開孔率[δ]=0.40的模塊抗壓強(qiáng)度。另一種是取芯法，芯樣直徑為70mm，其公式為：

式中：φ—試件直徑(mm)；

ηA—不同高徑比試件的換算系數(shù)（高徑比從0.8至1.2不等）；

ηk—換算系數(shù)，換算成直徑和高度均為100mm的抗壓強(qiáng)度值；

ηk＝1.12；

K0—換算系數(shù)，換算成邊長(zhǎng)150mm立方體試件的抗壓強(qiáng)度的推定值。而在《混凝土砌塊和磚試驗(yàn)方法》GB/T 4111-2013中，其抗壓強(qiáng)度也有兩種方法，一種是標(biāo)準(zhǔn)抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法，還有一種是取芯法。對(duì)于直角六面體的主塊型砌塊及輔助砌塊采用標(biāo)準(zhǔn)抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法，即f=P/LB。但需注意，當(dāng)長(zhǎng)寬比H/B≥0.6時(shí)，直接制備試件試壓，而當(dāng)H/B＜0.6時(shí)，則需采取疊加方法來(lái)進(jìn)行試壓，如390mm×190mm×90mm的砌塊則需疊加后試壓，否則比390mm×190mm×190mm的砌塊數(shù)值高5MPa左右。另一種取芯法中也分為直徑100mm和70mm兩種。直徑100mm的芯樣其抗壓強(qiáng)度推定值fcucoe100不需要換算，而70mm的芯樣則需要換算，其公式與《排水工程混凝土模塊砌體結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CJJ/T230-2015中的一致（應(yīng)該說(shuō)《排水工程混凝土模塊砌體結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CJJ/T230-2015借鑒了《混凝土砌塊和磚試驗(yàn)方法》GB/T 4111-2013的方法）。

三、檢測(cè)中需要注意的問(wèn)題

比較《排水工程混凝土模塊砌體結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CJJ/T230-2015和《混凝土砌塊和磚試驗(yàn)方法》GB/T4111-2013，我們發(fā)現(xiàn)檢測(cè)時(shí)需注意的問(wèn)題如下：

1、開孔率的測(cè)量

在《排水工程混凝土模塊砌體結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》《CJJ/T230-2015第3.2.10中講到開孔率的試驗(yàn)方法應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土砌塊和磚的試驗(yàn)方法》GB/T 4111-2013的有關(guān)規(guī)定，可是在此標(biāo)準(zhǔn)中未明確什么是開孔率，而在《混凝土砌塊和磚試驗(yàn)方法》GB/T 4111-2013中也沒(méi)有開孔率的指標(biāo)，只有尺寸偏差和空心率指標(biāo)。經(jīng)請(qǐng)教專家，開孔率實(shí)際是指模塊孔洞面積占模塊總面積的比值，研究指標(biāo)圖集《混凝土模塊式排水檢查井》12S522發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)模塊和弧形模塊的開孔率應(yīng)按中間孔的面積兩倍來(lái)計(jì)算。參照一些企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)量實(shí)際開孔率在40%～60%之間居多。需要注意的是《混凝土砌塊和磚試驗(yàn)方法》GB/T 4111-2013試壓標(biāo)準(zhǔn)模塊，則沒(méi)有涉及開孔率的問(wèn)題。同種產(chǎn)品用《排水工程混凝土模塊砌體結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CJJ/T230-2015和《混凝土砌塊和磚試驗(yàn)方法》GB/T 4111-2013不同的試驗(yàn)方法，則會(huì)得出不同的結(jié)果，當(dāng)δ＞40%時(shí)，用《排水工程混凝土模塊砌體結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CJJ/T230-2015測(cè)得的結(jié)果較大。

2、取芯檢測(cè)

用《混凝土砌塊和磚試驗(yàn)方法》GB/T 4111-2013方法，則在B.3.2中明確芯樣鉆取方向宜與砌塊成型時(shí)的布料方向垂直，也就是可以從塊體的條面或頂面鉆取。而在《排水工程混凝土模塊砌體結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CJJ/T230-2015中則無(wú)此規(guī)定，也就是芯樣可以在任意方向鉆取。這里需要注意的一個(gè)問(wèn)題是換算系數(shù)K0，對(duì)應(yīng)不同的混凝土強(qiáng)度等級(jí)有不同的K0。強(qiáng)度越高，換算系數(shù)越大，即單個(gè)試件的抗壓強(qiáng)度越小。這里的混凝土強(qiáng)度等級(jí)在標(biāo)準(zhǔn)中也未交待指的是什么，經(jīng)詢問(wèn)表示，認(rèn)為是制作砌塊時(shí)生產(chǎn)廠家混凝土的試配強(qiáng)度等級(jí)。這在《混凝土模塊》Q/WLW 001-2018也有體現(xiàn)，在此標(biāo)準(zhǔn)中明確MU10對(duì)應(yīng)的混凝土強(qiáng)度等級(jí) C25，MU12.5對(duì)應(yīng)C30，MU15對(duì)應(yīng)C35。

3、根據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)不同，選擇不同強(qiáng)度檢測(cè)方法

經(jīng)比較，河北、江蘇、福建、浙江、安徽等地混凝土模塊產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)，不同的企業(yè)其檢測(cè)方法依據(jù)不同，許多采用了《混凝土砌塊和磚試驗(yàn)方法》GB/T 4111-2013的方法，也有的采用《排水工程混凝土模塊砌體結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CJJ/T230-2015的方法，檢測(cè)時(shí)需根據(jù)不同的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，選取不同的檢測(cè)方法，避免誤判。

結(jié)論

混凝土模塊抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法要根據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求選用，換算系數(shù)K0應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)模塊的混凝土配合比強(qiáng)度不同進(jìn)行選用，同種產(chǎn)品用《排水工程混凝土模塊砌體結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CJJ/T230-2015和 GB/T 4111-2013，不同的試驗(yàn)方法，則會(huì)得出不同的結(jié)果：當(dāng)δ＞40%時(shí)，用《排水工程混凝土模塊砌體結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CJJ/T230-2015測(cè)得的抗壓強(qiáng)度結(jié)果較大；標(biāo)準(zhǔn)修訂時(shí)，應(yīng)考慮開孔率及抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法的一致性。