新型保溫承重混凝土砌塊砌體抗剪性能影響因素探析

孫龍 ，張思嘉 ，吳健 ，唐玉瑩

（宿遷學院建筑工程學院，江蘇 宿遷 223800）

0 前言

砌體結構主要是由砌塊和砂漿構成，而砌塊可以分為燒結磚、普通磚、多孔磚、混凝土砌塊、毛石、毛料石等[1]。從古到今，由于磚和石材具有良好的物理力學性能，可以就地取材，施工方便，費用不高等優點，所以一直是我國的主要建材[2-3]。本文所研究的保溫承重混凝土砌塊，不但能滿足墻體承載力的要求，而且能保證建筑節能的要求。本文以呂慧慧[4]所做新型保溫承重混凝土砌塊砌體抗剪性能試驗研究為基礎，研究分析了影響該種砌塊砌體抗剪性能的因素，促進了保溫承重砌塊的發展，為接下來制定相應的規范提供了基礎。

1 砌體抗剪強度的主要影響因素

由于砌體本身的離散型，各向異性，砌體的內部結構既不是一個連續的整體，也不是完全的彈性材料，影響砌體抗剪強度的因素很多。根據前人所做的大量砌體結構的抗剪試驗，并參考國內外文獻，砌體抗剪強度的大小主要取決于砌塊和砂漿層之間的粘結力，所以研究砌體抗剪強度的主要影響因素就是研究粘結力，再根據本文所研究砌塊的特點，砌體抗剪強度的主要影響因素有以下幾點。

1.1 砂漿的強度

1.2 砂漿的厚度

砂漿的厚度對砌體抗剪強度的影響很大，在其他條件不變的情況下，減小砂漿層的厚度，砂漿的側向變形就會減小，所以砌體的抗剪強度就會增大。本文中所研究的砌塊采用薄層砂漿砌筑，厚度為3mm～4mm,而普通砂漿灰縫厚度為8mm～10mm，將兩種砂漿的強度換算成相等后，再進行比較，發現薄層砂漿試件的抗剪強度要比普通砂漿試件的抗剪強度大得多。

1.3 砌體的砌筑質量

砌體的抗剪強度還跟砌體當時的砌筑質量相關，而砌筑質量又和砌筑時灰縫砂漿的飽滿程度和砌塊的含水率有關[5]。砌塊的含水率越高，砌塊的抗剪強度越高。砂漿的稠度影響砂漿的飽滿度，水平灰縫和豎向灰縫的砂漿都對砌塊的抗剪強度有影響，灰縫砂漿越飽滿，砌塊的抗剪強度越高。這兩者中灰縫砂漿的飽滿程度更是起到決定性的作用。

1.4 砌塊的塊型

砌塊的塊型對砌塊的抗剪強度也有影響。一般來說，兩端封閉式的砌塊要比兩端開口式的砌塊抗剪強度要高。另外，值得一提的是砌塊的孔洞能有效增強砌塊和砂漿的粘結，但是孔洞減小了砌塊的受剪面積[6]，所以砌塊的孔洞率對砌塊的抗剪強度是有影響的，但到底是增大了還是減小了不好判斷。另外，孔洞的尺寸、數量、位置分布也對砌塊的抗剪強度有影響[7]。

1.5 砌塊的強度

砌塊本身強度是影響其抗剪強度的重要因素。砌塊的強度越高，砌塊的制作質量越好，砌塊表面越粗糙，砌塊的抗剪強度就越大。

1.6 試驗方法

砌體的抗剪強度還和試件的尺寸大小、形式和加載方式等相關，試驗方法不同，試驗所得的抗剪強度也不同。本文中按照《砌體基本力學性能試驗方法標準》(GB/T50129-2011)的規定，采用水平剪切的方式進行實驗。

1.7 銷鍵的影響

銷鍵與砂漿共同作用，可以有效增大砌體的抗剪強度。本文中砌塊的銷鍵制作質量比上一代要好，銷鍵與砌塊連成一體，共同澆筑制作，保證了銷鍵的質量。銷鍵的高度為10mm，而薄層砂漿厚4mm，在砌筑時，兩者相結合后，銷鍵還有6mm的高度是插入到上層砌塊的底部圓孔中，所以在剪切試驗時，銷鍵可以充分發揮作用，提高砌體的抗剪強度。

2 薄層砂漿和銷健的抗剪影響

2.1 薄層砂漿的影響

本文分析的砌塊砌體是采用薄層砂漿砌筑抗剪試件。所用的薄層砂漿厚度為3～4mm，是在提供相應的指標后，由工廠生產制作完成。而普通砂漿厚度為8～10mm，由實驗室老師調配。在將薄層砂漿試件與普通砂漿試件進行對比分析時，因為兩者除了砂漿厚度不同以外，砂漿強度也有差異。分析前首先將普通砂漿的強度換算成薄層砂漿的強度，相當于把普通砂漿的強度提高到薄層砂漿的水平，然后再進行比較。試驗發現薄層砂漿試件的抗剪強度比換算后的普通砂漿試件的抗剪強度要高，原因是砂漿層的厚度減小后，砂漿的側向變形減小了，所以試件的抗剪強度就提高了。

2.2 銷健的影響

本文中的新型保溫承重砌塊與普通混凝土砌塊相比，增加了4個銷鍵。銷鍵對于砌體的抗剪、抗震性能都有幫助。本文所研究砌塊的銷鍵高度為10mm，內直徑為20mm，外直徑為40mm，與砌塊整體澆筑制作，連成一體，銷鍵的底部對應位置為直徑40mm的圓孔，砌筑時下層砌塊的銷鍵剛好能插進上層砌塊的圓孔，于是能實現對孔砌筑，銷鍵部分做成空心是為了提高砌塊的保溫性能。本文中所研究的銷鍵高10mm，而薄層砂漿厚4mm，所以有6mm的銷鍵部分會被剪到，與無銷鍵試件相比，有銷鍵試件的抗剪強度會有一定程度的提高，而且銷鍵約束了砂漿的側向變形。所以增加了銷鍵，可以提高試件的抗剪強度。

3 小結

本文分析的新型保溫承重混凝土砌塊具有保溫、隔熱、節約資源、節能、造價低等優點，符合現代墻體材料的發展方向，在市場上擁有很好的發展前景。該砌塊的受剪面可以看成是由三部分組成：即砌塊部分、砌塊與砂漿的接觸面、砂漿部分。在試驗基礎上分析了影響其抗剪性能的主要因素，認為銷鍵和薄層砂漿對于砌體抗剪強度的提高是有幫助的。