蒸壓加氣混凝土砌塊抗壓強度檢測分析

趙波

引言

隨著近些年來我國建筑行業的火熱發展，蒸壓加氣混凝土砌塊因其自身具有高強度、重量輕以及良好的保溫和抗震等優勢性能而在建筑行業中得到了大范圍的推廣使用。通過將蒸壓加氣混凝土砌塊與鋼筋、纖維等其他結構材料進行配合使用，使得建筑工程自身質量水平以及使用性能得到了極大提高。而為了能夠準確評估蒸壓加氣混凝土砌塊的具體狀態，有必要對其進行抗壓強度檢測，基于此，本文將著重圍繞蒸壓加氣混凝土砌塊抗壓強度檢測進行初步探究，希望能夠為相關研究人員提供必要參考。

1 試件要求與試件制作

為了有效說明蒸壓加氣混凝土砌塊的抗壓強度檢測，本文通過以某真實試驗案例為例。其在試驗當中使用的全部蒸壓加氣混凝土砌塊均為統一公司生產的成品，材料強度等級相一致，均為5MPa，外觀尺寸則統一為60cm×20cm×20cm，通過在自然狀態下進行為期一個月的養護之后，對試件進行抗壓強度檢測。

首先在砌塊進行鋪漿砌筑的制備試件的過程前，嚴格參照GB/T11969-2008蒸壓加氣混凝土性能試驗方法以及GB/T11968-2006蒸壓加氣混凝土評定方法進行規范操作。針對其原本的抗壓強度進行先期測定，然后進行后續的試驗步驟。在此次蒸壓加氣混凝土砌塊抗壓強度檢測當中，總共制備了五組試件，按照A、B、C、D、E的順序進行排列，其中每一組試件中各含有六個試樣，同樣按照該順序進行排列。而除卻試件D的灰縫厚度范圍在4～6mm之間，其他所有試件的灰縫厚度均在9～12mm之間。為了有效保障試驗結果的精準性與科學性，全部試件砌筑均為同一技術人員，其在將殘留在砌塊表面的灰塵和雜物徹底清除干凈后進行鋪漿砌筑，并使用橡皮錘敲擊砌塊使得灰縫得以更加飽滿密實，避免對試件后續的抗壓強度檢測產生不必要的干擾。在完成所有試件砌筑之后，工作人員在保障環境溫度為17～23℃之間下對其進行為期一個月的養護。

2 蒸壓加氣混凝土砌塊抗壓強度檢測流程

在此次蒸壓加氣混凝土砌塊抗壓強度檢測當中，檢測人員通過使用200t液壓試驗機，在進行檢測之前選取各組試件的3/4、2/4以及1/4位置處，對其厚度和寬度進行精準測量，保障測量精度誤差不超過±1mm。隨后通過利用機械千分表測量出每一組砌塊的橫向變形和縱向變形，在試件四個側面位置處畫出豎向中心線，在砌體之上運用標準表示粘貼表座[1]。考慮到在對各組砌體進行切割的過程中難以避免地會出現各種各樣的缺陷情況，影響試件頂面的平整度，因此在試驗機承壓板當中放置試件前，還應當墊上標準細砂墊，通過反復移動試件使其能夠緊密貼合壓力機加載面。當確保試件四個側面的豎向中心線全部對準試驗機軸線后，均勻地將標準細砂薄撒于試件頂部，為后續安裝機械千分表創造有利條件。

在開始進行蒸壓加氣混凝土砌塊抗壓強度檢測時，檢測人員首先需要預估其破壞荷載，而后在不超過預估值15%的范疇中反復進行預壓，一般預壓次數需要控制在3～5次，通過使用預加載的手段適當調整試件，保障其受壓均勻后便可以采用等速分級加載的方式，使得各級荷載均可以在事先預估破壞荷載值的10%以內，在進行大約30～60s的加載之后，如果已經達到預估破壞荷載值的80%即可拆除儀表，并依照預先設定的加載速度進行二次加載，直至試件被完全破壞即可。鑒于試件的含水率與其抗壓強度有著直接的影響關系，因此為了保障蒸壓加氣混凝土砌塊抗壓強度檢測的精準性，需要將試件含水量控制在8～12%的范圍內，如果試件含水率超出這一標準范圍，則需要對其進行相應的烘干處理。

3 蒸壓加氣混凝土砌塊抗壓強度檢測結果分析

3.1 抗壓承載力

通過對五組蒸壓加氣混凝土砌塊試件進行抗壓強度檢測之后，得到如表1所示的抗壓強度檢測結果。

表1 抗壓強度檢測結果統計表

通過分析表1可知，在五組試件當中，試件D擁有最大抗壓強度，而試件A、試件B和試件C之間雖然在抗壓強度上存在一定差異，但差異變化相對較小[2]。當蒸壓加氣混凝土砌塊處于受壓狀態下，34～58%的破壞荷載即為開裂荷載，這也意味著開裂試件相對較早，而無論砌筑方式如何發生變化，在開裂后蒸壓加氣混凝土砌塊依然具有一定的抗壓強度和延展性，能夠有效承受一定壓力。因此也說明，蒸壓加氣混凝土砌塊在抗壓強度不斷降低下，其變形力將逐漸加大。雖然根據試驗結果來看，砌筑方式并不會對蒸壓加氣混凝土砌塊的抗壓強度產生實質性的影響，但如果使用專用的砂漿，則能夠明顯提高砌塊的抗壓強度。根據實驗結果顯示，通過將專用砂漿靈活運用在水平灰縫當中，直接影響著蒸壓加氣混凝土砌塊的開裂荷載，試驗中砌塊強度平均利用率大約為72%。根據何偉文（2017）的相關研究可知，這一砌塊抗壓強度基本等同于M5混合砂漿以及MU10黏土磚等砌塊的抗壓強度[3]。

3.2 破壞形態分析

在蒸壓加氣混凝土抗壓強度檢測當中，砌塊在不斷受壓后會產生裂開的現象并伴隨出現大量裂縫，而通過對試驗過程進行觀察我們不難發現，通常在豎向灰縫以及與之距離相對較近的砌塊位置處，會率先出現裂縫，且多為豎直裂縫和傾斜裂縫，在開裂前后還會伴隨出現輕微的響聲。當荷載壓力越來越大時，沿豎向灰縫，試件最初產生的裂縫將迅速向下延伸擴展，并形成平行貫通于加載方向的明顯裂縫。但在檢測試驗當中，有少數試件出現了極小的橫向裂縫，且裂縫擴展速度極慢。隨著檢測時間的不斷延長，在砌塊的側面位置處開始出現了新的裂縫，隨著荷載的不斷增加，砌體將會出現明顯的變形，而裂縫也會在短時間內向上、下方向同時擴展延伸，其寬度越來越長并最終將完整的試驗砌塊分割成眾多小柱體，其相對薄弱的位置處則會出現明顯破壞現象。在試件開始出現開裂情況之后，試驗機測力曲線出現了回退現象直至砌塊被徹底破壞。筆者在對蒸壓加氣混凝土砌塊進行觀察和分析的過程中，發現在其最先出現開裂的位置處往往并不是其最終遭受徹底破壞的位置，而這也意味著在蒸壓加氣混凝土砌塊當中，個別部分的細小裂縫并不一定會直接影響其最終抗壓強度和承載能力。而林珍奇（2014）也在其對蒸壓加氣混凝土砌塊抗壓強度檢驗的研究當中指出，如果灰縫本身不平整或是厚度不均勻，均有可能導致在蒸壓加氣混凝土砌塊當中出現水平裂縫[4]。

3.3 應力應變曲線

在此次對蒸壓加氣混凝土砌塊進行試驗的過程中，可以直觀地了解到隨著砌塊受壓越來越大，其應變也愈發變大。如圖1和圖2分別展示的就是試件A與試件B中應力和應變的變化關系。

通過對圖1～2給出的試件應力和應變曲線關系圖，可以分析出在蒸壓加氣混凝土砌塊在尚未出現裂縫前，其應力和應變曲線基本呈現為直線狀態。隨著承載力的持續增加，砌塊開始逐漸出現裂縫，并使其應變以及應力曲線開始向非線性方向發展。在開裂荷載附近出現了明顯的曲線弧度，即表明當蒸壓加氣混凝土砌塊出現開裂現象后，其彈性模量迅速減小，相比與砌塊的應力速度，其應變速度迅速加快，導致此時砌塊的應力和應變之間出現了非線性變化關系。

圖1 試件A應力與應變變化關系示意圖

圖2 試件B應力與應變變化關系示意圖

4 結束語

本文通過對蒸壓加氣混凝土砌塊的抗壓強度檢測進行分析研究，在對試件要求與試件制備和抗壓強度檢測流程進行準確說明下，以具體檢測試驗案例指出在受壓狀態下，蒸壓加氣混凝土砌塊的開裂荷載基本為34～58%的破壞荷載，雖然出現開裂的時間相對較早，但砌塊即便出現開裂后在一段時間內也依然具備一定的抗壓強度和延展性。另外，試驗中砌塊強度平均利用率大約為72%。且砌塊抗壓強度基本等同于M5混合砂漿以及MU10黏土磚等砌塊的抗壓強度，因此在建筑工程當中運用蒸壓加氣混凝土砌塊能夠有效幫助其提高承載能力，有助于保障建筑工程結構質量。