高壓成型多排孔砌塊砌體力學性能試驗研究★

高公略 王 巖 張若冰

(淮海工學院土木與港海工程學院，江蘇 連云港 222005)

1 概述

高壓成型混凝土多排孔砌塊是一種新型節能墻材，可用于滿足夏熱冬冷地區居住建筑節能50%標準的自保溫外墻。在原材料的選擇上較為豐富，可充分利用尾礦廢料等地方資源，逐漸代替傳統粘土磚。其高壓成型工藝可確保水泥與粉煤灰等小顆粒材料界面間結構致密均勻，產品干縮率小于0.03%，強度可達5 MPa～15 MPa，克服了常規振動成型混凝土砌塊易收縮的缺點；而孔洞率可達45%以上，因此實現了砌體塊材的低空隙率、高強度、低收縮率和隔熱保溫的有機統一。

2 試驗目的

作為一種新型墻材，有必要對其基本力學性能進行研究。針對非承重和承重兩種類型，按照相關標準進行試驗，給出了該砌塊砌體的抗壓、抗剪強度標準值和設計值的建議取值，為該墻體的設計施工提供了依據，并對該砌塊的進一步研發提出了改進建議。

3 非承重型砌塊砌體的力學性能試驗

非承重型多排孔砌塊砌體主要用作填充墻，采用MU5型多排孔砌塊(240 mm×240 mm×115 mm)和配套砌筑保溫砂漿組砌而成，并在砌塊排孔中插入保溫片材。砌筑保溫砂漿按水∶干粉料=1∶2.38的比例配制，經檢測基本達到M5的強度等級，稠度、分層度檢測合格，保水性良好。

3.1 砌體的抗壓強度試驗

3.1.1試件制作及加載方案

砌體的抗壓試件尺寸采用240 mm×370 mm×740 mm(厚×寬×高)，高厚比β=3.08。抗壓試驗加載裝置見圖1。

3.1.2試驗現象與結果

試驗現象見圖2，試驗結果見表1。在試驗中發現砌體開裂一般始于側面，且多發生在砌塊的排孔處。

3.2 砌體的抗剪強度試驗

3.2.1試件制作及加載方案

砌體的抗剪試件尺寸采用240 mm×240 mm×365 mm(厚×寬×高)。抗剪試驗加載裝置見圖3。

表1 砌體抗壓強度(一)

極限破壞荷載/kN抗壓強度/MPa試件號試驗值平均值平均值標準值設計值Y1234Y4251Y52202352.652.361.47

3.2.2試驗現象與結果

試驗現象見圖4，試驗結果見表2。砌體的破壞大都發生在砂漿層與塊體的粘結面，其破壞面較為平整。

4 承重型砌塊砌體的力學性能試驗

承重型多排孔砌塊砌體主要適用于砌體結構的墻體。外墻采用370墻，可由40 mm×240 mm×115 mm和115 mm×240 mm×115 mm兩種規格的MU10型砌塊組砌而成，實際墻厚365 mm，內墻仍采用240墻。砌體應錯縫搭砌，上下皮搭砌長度不得小于60 mm。采用普通砌筑砂漿組砌，砌塊排孔中不插保溫片材(見圖5)。

表2 砌體沿通縫抗剪強度(一)

4.1 砌體的抗壓強度試驗

砌體的抗壓試件尺寸采用365 mm×490 mm×885 mm(厚×寬×高)，加載方案與非承重型相同。試驗現象如圖6所示，試驗結果見表3。

表3 砌體抗壓強度(二)

極限破壞荷載/kN抗壓強度/MPa試件號試驗值平均值平均值標準值設計值YQ1375YQ2275YQ43023171.771.300.81

4.2 砌體的抗剪強度試驗

砌體的抗剪試件尺寸采用365 mm×240 mm×365 mm(厚×寬×高)，加載方案與非承重型相同。試驗現象如圖7所示，試驗結果見表4。

5 試驗結論

1)非承重型多排孔砌塊砌體抗壓強度的標準值為2.36 MPa，設計值為1.47 MPa。與普通粘土磚墻(MU10+M5)的抗壓強度(設計值為1.5 MPa)相當。

2)非承重型多排孔砌塊砌體沿通縫抗剪強度的標準值為0.11 MPa，設計值為0.07 MPa。相當于普通粘土磚墻采用普通砌筑砂漿(M2.5)的抗剪強度(設計值為0.08 MPa)。

3)承重型多排孔砌塊砌體抗壓強度的標準值為1.30 MPa，設計值為0.81 MPa。相當于混凝土小砌塊砌體(MU3.5+M2.5)的抗壓強度(設計值為0.8 MPa)。

4)承重型多排孔砌塊砌體沿通縫抗剪強度的標準值為0.18 MPa，設計值為0.11 MPa。與普通粘土磚墻采用普通砌筑砂漿(M5)的抗剪強度(設計值為0.11 MPa)相當。

5)非承重型和承重型抗剪試驗中，砌體的破壞大都發生在砂漿層與塊體的粘結面，其破壞面較為平整，這說明塊體強度高于砂漿強度。水平灰縫嵌入孔洞，受剪時存在一定的銷栓作用。

6 改進建議

1)高壓成型混凝土多排孔砌塊的研發目標不僅僅是高強度，還應是高性能。

2)在非承重型和承重型抗壓試驗中，普遍發現砌體開裂一般始于側面，且多發生在砌塊的排孔處，這表明砌塊的縱肋之間聯結有待加強，建議適當增加短肋的壁厚。

3)水平及豎向灰縫的砂漿與砌塊粘結不良，建議將砌塊上下表面改為鋸齒狀。

4)加強砌塊內部骨料之間的粘結，建議適當增加水灰比。