蒸壓加氣混凝土砌塊抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法的研究（一）

吳汝莉

（云南省建筑材料產(chǎn)品質(zhì)量試驗(yàn)研究院 云南 昆明 650106）

0 引言

蒸壓加氣混凝土砌塊（Autoclaved aerated concrete blocks）是以硅質(zhì)材料（主要含SiO2）和鈣質(zhì)材料（主要含CaO）為主要原料，并以金屬鋁粉為發(fā)氣劑，經(jīng)配料、攪拌、澆筑、靜停、切割、蒸氣養(yǎng)護(hù)等工藝過(guò)程制成的多孔輕質(zhì)硅酸鹽砌塊，是一種具有自重輕、強(qiáng)度高、保溫性能好，易加工、可鋸、可刨、可釘，工廠生產(chǎn)效率高、施工方便、原材料來(lái)源廣泛，并可利用工業(yè)廢渣的良好性能，被廣泛用于建筑物的墻體材料中，在新型建筑材料發(fā)展中占有重要的地位。

在GB/T 11968-2006《蒸壓加氣混凝土砌塊》產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了該產(chǎn)品的技術(shù)要求，分別有尺寸偏差、外觀質(zhì)量、抗壓強(qiáng)度、干密度、強(qiáng)度級(jí)別、干燥收縮、抗凍性和導(dǎo)熱系數(shù)（干態(tài)）共八項(xiàng)指標(biāo)，在這八項(xiàng)指標(biāo)中最重要的是抗壓強(qiáng)度，抗壓強(qiáng)度是評(píng)價(jià)墻體材料內(nèi)在質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)，是建筑物結(jié)構(gòu)承載的必備條件，其高低直接影響建筑物結(jié)構(gòu)的承載能力和抗震性能，關(guān)系到廣大人民群眾生命和財(cái)產(chǎn)安全，因此在試驗(yàn)時(shí)一定要嚴(yán)格執(zhí)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)，為生產(chǎn)控制、建設(shè)單位、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理等提供準(zhǔn)確無(wú)誤試驗(yàn)結(jié)果，以保證建筑物的安全性能。

在GB/T 11969-2008《蒸壓加氣混凝土性能試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)第3.2.6 條款中，規(guī)定了蒸壓加氣混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)在含水率8%～12%下進(jìn)行，如果含水率超過(guò)上述規(guī)定范圍，則在60℃±5℃下烘至所要求的含水率，試驗(yàn)時(shí)要檢查試塊的外觀，測(cè)量試塊的尺寸，將試塊放在材料試驗(yàn)機(jī)的下壓板的中心位置，試塊受壓方向應(yīng)垂直于制品的發(fā)氣方向，以（2.0±0.5） kN/s 的速度連續(xù)而均勻地加荷，直至試塊破壞，還要將試驗(yàn)后的試件全部或部分立即稱取質(zhì)量，然后在105℃±5℃下烘至恒質(zhì)，計(jì)算其含水率。

由上述試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)可以看出，該試驗(yàn)主要影響因素有試塊含水率、發(fā)氣方向和加荷速度這三個(gè)方面，試塊的發(fā)氣方向和加荷速度試驗(yàn)人員都容易控制，但含水率要控制8%～12%就非常困難，因?yàn)樵谧隹箟簭?qiáng)度時(shí)不知道蒸壓加氣混凝土砌塊的含水率。如果試驗(yàn)后的試塊全部或部分立即稱取質(zhì)量，得出試塊烘干前的質(zhì)量，然后在105℃±5℃下烘干至恒質(zhì)，再得出試塊烘干后的質(zhì)量，計(jì)算出的含水率往往不符合8%～12%要求。通常蒸壓加氣混凝土生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品出蒸壓釜后露天堆場(chǎng)，經(jīng)過(guò)風(fēng)吹雨淋日曬，堆放時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，含水率都會(huì)低于或者高于8%～12%，如果直接做抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)后再測(cè)定含水率可能將會(huì)導(dǎo)致抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果無(wú)效。為了保證蒸壓加氣混凝土砌塊抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和有效性，不同試驗(yàn)室、同一試驗(yàn)室的不同試驗(yàn)人員都采取了各種方法，保證試塊的含水率在8%～12%下進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，但試驗(yàn)結(jié)果有一定的誤差，而且試驗(yàn)工作量大，試驗(yàn)周期長(zhǎng)。

因此，針對(duì)目前該試驗(yàn)方法存在的問(wèn)題，介紹了新舊蒸壓加氣混凝土砌塊產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)制定和修訂過(guò)程，抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法存在的問(wèn)題，對(duì)蒸壓加氣混凝土砌塊抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法進(jìn)行了研究，根據(jù)研究結(jié)果提出了GB/T 11969-2008《蒸壓加氣混凝土性能試驗(yàn)方法》和GB/T 11968-2006《蒸壓加氣混凝土砌塊》標(biāo)準(zhǔn)修訂的建議。

1 標(biāo)準(zhǔn)制定和修訂過(guò)程

1.1 GB/T 11968-2006 制定和修訂過(guò)程

1982 年由原國(guó)家建筑材料工業(yè)部制定發(fā)布建材工業(yè)部部標(biāo)準(zhǔn)JC315-1982《蒸壓加氣混凝土砌塊》，推廣了蒸壓加氣混凝土砌塊在全國(guó)各省市使用。之后在1989 年制定并首次發(fā)布了GB11968-1989《蒸壓加氣混凝土砌塊》，首次發(fā)布實(shí)施日期是1990 年8 月1 日，原JC315-1982《蒸壓加氣混凝土砌塊》標(biāo)準(zhǔn)作廢。在GB11968-1989《蒸壓加氣混凝土砌塊》標(biāo)準(zhǔn)中抗壓強(qiáng)度分為10，25，35，50，75共五個(gè)級(jí)別。該標(biāo)準(zhǔn)的貫徹實(shí)施對(duì)促進(jìn)我國(guó)蒸壓加氣混凝土砌塊發(fā)展和提高產(chǎn)品質(zhì)量方面起到了積極的作用，隨著蒸壓加氣混凝土砌塊品種的增加和建筑工程使用量的增大，標(biāo)準(zhǔn)有些內(nèi)容已不能適應(yīng)建筑工程的需求，要進(jìn)行必要的修訂和補(bǔ)充，以適應(yīng)行業(yè)發(fā)展的需要。

在1997 年標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了第一次修訂，內(nèi)容增加了按強(qiáng)度級(jí)別劃分產(chǎn)品等級(jí)的規(guī)定，提出了導(dǎo)熱系數(shù)的要求，標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)和名稱是GB/T 11968-1997《蒸壓加氣混凝土砌塊》，實(shí)施日期是1998 年6 月1 日，標(biāo)準(zhǔn)名稱不變，原GB11968-1989《蒸壓加氣混凝土砌塊》標(biāo)準(zhǔn)作廢。在GB/T 11968-1997《蒸壓加氣混凝土砌塊》標(biāo)準(zhǔn)中抗壓強(qiáng)度分為A1.0，A2.0，A2.5，A3.5，A5.0，A7.5，A10.0 共七個(gè)級(jí)別，比GB11968-1989《蒸壓加氣混凝土砌塊》標(biāo)準(zhǔn)增加了A2.0 和A10.0 兩個(gè)級(jí)別。

在1997 年完成第1 次修訂后，我國(guó)蒸壓加氣混凝土行業(yè)隨著建筑業(yè)的快速發(fā)展，企業(yè)的規(guī)模、數(shù)量增加，生產(chǎn)技術(shù)水平迅速進(jìn)步，在2006 年標(biāo)準(zhǔn)又進(jìn)行了第二次修訂，修訂時(shí)參考了德國(guó)、日本、英國(guó)、俄羅斯、法國(guó)等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，提高了優(yōu)等品和合格品的尺寸允許偏差、外觀質(zhì)量和優(yōu)等品的抗凍性要求，標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)和名稱是GB/T 11968-2006《蒸壓加氣混凝土砌塊》，實(shí)施日期是2006 年12 月1 日，標(biāo)準(zhǔn)名稱不變，原GB11968-1989《蒸壓加氣混凝土砌塊》標(biāo)準(zhǔn)作廢。在GB/T 11968-2006《蒸壓加氣混凝土砌塊》標(biāo)準(zhǔn)中抗壓強(qiáng)度仍為七個(gè)級(jí)別，兩次標(biāo)準(zhǔn)修訂的抗壓強(qiáng)度平均值和單組最小值的技術(shù)指標(biāo)要求沒(méi)有變化。例如建筑工程中普遍使用抗壓強(qiáng)度A3.5 和A5.0 級(jí)別，在GB11968-1989《蒸壓加氣混凝土砌塊》標(biāo)準(zhǔn)中表2（砌塊的性能）、GB/T 11968-1997《蒸壓加氣混凝土砌塊》標(biāo)準(zhǔn)中表3（砌塊的抗壓強(qiáng)度）和GB/T 11968-2006 蒸壓加氣混凝土砌塊》標(biāo)準(zhǔn)中表3（砌塊的立方體抗壓強(qiáng)度）技術(shù)要求都是一樣，A3.5級(jí)別平均值≥3.5 MPa，單組最小值≥2.8 MPa，A5.0 級(jí)別平均值≥5.0MPa， 單組最小值≥4.0MPa。

1.2 GB/T 11969-2008 制定和修訂過(guò)程

1980 年由原國(guó)家建筑材料工業(yè)部制定發(fā)布建材工業(yè)部部標(biāo)準(zhǔn)JC267-1980《加氣混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法》，在全國(guó)各省市規(guī)范了蒸壓加氣混凝土砌塊抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。1989 年制定并首次發(fā)布GB 11971-1989《加氣混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法》，首次發(fā)布實(shí)施日期是1990 年8 月1 日， 原JC267-1980《加氣混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法》作廢。在GB 11971-1989《加氣混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)中第4.3.1 條款要求抗壓強(qiáng)度試塊的含水率為35%±10%下進(jìn)行試驗(yàn)。

在1997 年標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了第一次修訂，修訂時(shí)參考了國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合我國(guó)國(guó)情并保留了原標(biāo)準(zhǔn)中科學(xué)合理的部分，對(duì)一部分內(nèi)容和條款進(jìn)行了修訂，標(biāo)準(zhǔn)中抗折強(qiáng)度，軸心抗壓強(qiáng)度和靜力受壓彈性模量試驗(yàn)，由含水率6%～10%修改為含水率8%～12%下進(jìn)行試驗(yàn)，標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)和名稱為GB/T 11971-1997《加氣混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法》，實(shí)施日期是1998 年6 月1 日，原GB 11971-1989《加氣混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)作廢。在GB/T 11971-1997《加氣混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)中第4.3.1 條款要求抗壓強(qiáng)度試塊含水率為25%～45%下進(jìn)行試驗(yàn)，與GB 11971-1989《加氣混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)要求一樣，同時(shí)規(guī)定如果含水率超過(guò)上述規(guī)定范圍，則在60℃±5℃下烘制所要求的含水率，其他情況下可將試塊浸水6h，從水中取出用干布抹去表面水分，在60℃±5℃下烘至所需要的含水率。在2008 年標(biāo)準(zhǔn)又進(jìn)行了第二次修訂，修改了抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)含水率要求，增加了干燥收縮特性曲線繪制方法，標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)和名稱是GB/T 11969-2008《蒸壓加氣混凝土性能試驗(yàn)方法》，實(shí)施日期是2009 年3 月1 日，標(biāo)準(zhǔn)名稱發(fā)生改變，原GB/T 11971-1997《加氣混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)作廢。在GB/T 11969-2008《蒸壓加氣混凝土性能試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)中第3.2.6 條款要求抗壓強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、軸心抗壓強(qiáng)度和靜力受壓彈性模量的試塊在含水率8%～12%下進(jìn)行試驗(yàn)，如果含水率超過(guò)上述規(guī)定范圍，則在60℃±5℃下烘至所要求的含水率，并且還規(guī)定了將試驗(yàn)后的試塊全部或部分立即稱取質(zhì)量，在105℃±5℃下烘干至恒質(zhì)，計(jì)算其含水率。GB/T 11969-2008《蒸壓加氣混凝土性能試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)將GB/T 11971-1997《加氣混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法》抗壓強(qiáng)度試塊含水率由原來(lái)25%～45%降低為8%～12%，而且沒(méi)有明確如果試塊含水率低于8%～12%時(shí)，如何調(diào)整含水率進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法。

2 抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法存在的問(wèn)題

筆者從事三十多年蒸壓加氣混凝土砌塊的委托試驗(yàn)、監(jiān)督抽查和仲裁檢驗(yàn)，經(jīng)歷了GB 11971-1989《加氣混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法》、GB/T 11971-1997《加氣混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法》和GB/T 11969-2008《蒸壓加氣混凝土性能試驗(yàn)方法》變化，2008 年針對(duì)GB/T 11971-1997《加氣混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法》中抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法，在《建材標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)》雜志2008 年第2 期上發(fā)表了一篇《影響測(cè)定加氣混凝土強(qiáng)度的因素》的文章，該篇文章中介紹了測(cè)定加氣混凝土強(qiáng)度中應(yīng)考慮試件切割位置、試件受壓方向和試件含水率對(duì)加氣混凝土強(qiáng)度的影響。

近十多年來(lái),筆者在蒸壓加氣混凝土砌塊試驗(yàn)工作中，不斷總結(jié)了抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)的關(guān)鍵控制點(diǎn)和影響因素，對(duì)試塊含水率不同試驗(yàn)方法和受壓方向這兩個(gè)因素進(jìn)行了大量試驗(yàn)，分析和研究得出了這兩個(gè)因素往往會(huì)給試驗(yàn)結(jié)果帶來(lái)一定的風(fēng)險(xiǎn)，在GB/T 11969-2008《蒸壓加氣混凝土性能試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)第3.2.6 條款規(guī)定了試塊在含水率8%～12%下進(jìn)行試驗(yàn)，如果含水率超過(guò)規(guī)定范圍，則在60℃±5℃下烘至所要求的含水率，但是如果含水率低于規(guī)定范圍，在該標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有明確含水率如何進(jìn)行試驗(yàn)。并且在該條款中明確規(guī)定了試塊的受壓方向應(yīng)垂直于試塊的發(fā)氣方向，但在日常檢驗(yàn)過(guò)程中，都出現(xiàn)過(guò)試塊未標(biāo)注發(fā)氣方向或標(biāo)注發(fā)氣方向不正確的情況。

如果樣品含水率超過(guò)8%～12%范圍，按照GB/T 11968-2006《蒸壓加氣混凝土砌塊》標(biāo)準(zhǔn)中第8.2.2 條款和第8.3.3 條款要求，樣品數(shù)量出廠試驗(yàn)3 組9 塊，型式試驗(yàn)5 組15 塊，在日常試驗(yàn)過(guò)程中，筆者的操作方法是樣品數(shù)量出廠試驗(yàn)增加1 組3 塊和型式試驗(yàn)2 組6 塊，作為備用試塊，用于預(yù)先試驗(yàn)試塊含水率。試驗(yàn)時(shí)將備用試塊稱取烘干前質(zhì)量，然后放在105℃±5℃下烘干至恒質(zhì)，測(cè)量出備用試塊含水率。根據(jù)已知備用試塊含水率，在60℃±5℃下烘至所要求的試塊含水率，抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)后的試塊全部或部分立即稱取質(zhì)量，然后在105℃±5℃下烘干至恒質(zhì)，計(jì)算試塊含水率并確認(rèn)是否符合8%～12%。如果備用試塊含水率沒(méi)有代表性或者試塊的含水率波動(dòng)大，也會(huì)出現(xiàn)試驗(yàn)后試塊含水率不在8%～12%范圍，將會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果無(wú)效，影響試驗(yàn)完成時(shí)間。

如果樣品含水率低于8%～12%，在GB/T 11969-2008《蒸壓加氣混凝土性能試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有明確含水率低于8%～12%如何進(jìn)行試驗(yàn)，帶來(lái)抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)存在很大的困難，試驗(yàn)周期也比較長(zhǎng)，一般在7d 以后才能得出抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果。目前全國(guó)大多數(shù)試驗(yàn)室基本都采用下面三種方法，第一種是先做試塊烘干后質(zhì)量，然后泡水6～8h，將試塊從水中取出，用毛巾抹去表面水分，再放入電熱鼓風(fēng)恒溫干燥箱，在60℃±5℃溫度下烘至所需求含水率8%～12%的試塊烘干后質(zhì)量，符合試驗(yàn)條件要求后做抗壓強(qiáng)度。第二種也是先做試塊烘干后質(zhì)量，根據(jù)試塊烘干后質(zhì)量反推計(jì)算出試塊含水率8%～12%質(zhì)量，然后泡水20～90s，浸入一定量的水，將試塊從水中取出，用毛巾抹去表面水分，用電子天平稱取試塊質(zhì)量，符合含水率8%～12%的試塊放入恒溫恒濕養(yǎng)護(hù)箱養(yǎng)護(hù)或放入塑料袋包裝密封常溫養(yǎng)護(hù)3d 做抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，試驗(yàn)后的試塊全部或部分立即稱取質(zhì)量，然后在105℃±5℃下烘干至恒質(zhì)，再次確認(rèn)含水率是否符合要求。第三種還是先做試塊烘干后質(zhì)量，根據(jù)試塊烘干后質(zhì)量反推計(jì)算出試塊含水率8%～12%質(zhì)量，然后泡水20～90s，浸入一定量的水，將試塊從水中取出，用毛巾抹去表面水分，用電子天平稱取試塊質(zhì)量，符合含水率8%～12%的試塊，立即將做抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。

這三種方法筆者做了大量的試驗(yàn)，認(rèn)為GB/T 11969-2008《蒸壓加氣混凝土性能試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)，試塊在含水率8%～12%下進(jìn)行的可操作性太差，而且試塊泡水和養(yǎng)護(hù)時(shí)間不統(tǒng)一，將造成試塊外濕內(nèi)干或者內(nèi)濕外干，內(nèi)部水份不均勻，這樣不均勻的水份會(huì)給抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果帶來(lái)一定風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致不同的試驗(yàn)室或者同一試驗(yàn)室的試驗(yàn)結(jié)果誤差很大，判定結(jié)果不一致。

筆者通過(guò)大量抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)研究得出：當(dāng)采用不同方法測(cè)量含水率、試塊不同含水率和不同受壓方向，不同企業(yè)同一批蒸壓加氣混凝土砌塊抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果都會(huì)增加或減小，如果試驗(yàn)人員未考慮到以上幾個(gè)方面的影響，那么就不能保證試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性。

3 抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)

3.1 砌塊種類和規(guī)格型號(hào)

砌塊種類有水泥-石灰-粉煤灰加氣混凝土砌塊和水泥-石灰-砂加氣混凝土，試驗(yàn)主要以水泥-石灰-粉煤灰加氣混凝土砌塊為主，規(guī)格型號(hào)有A3.5 B06 600×240×200 B、A3.5 B06 600×240×100 B、A5.0 B07 600×200×190 B、A5.0 B07 600×200×120 B 和A5.0 B07 600×200×200 B，由云南省昆明市、曲靖市、玉溪市、紅河州和迪慶州共40多家蒸壓加氣混凝土砌塊企業(yè)生產(chǎn)。

3.2 試驗(yàn)儀器設(shè)備

YAW-4206 型微機(jī)控制全自動(dòng)壓力試驗(yàn)機(jī)（圖1），一級(jí)精度，量程0～2000kN；T5000 型電子天平，稱量0～2 000kg，感量1g；101-4A 型電熱鼓風(fēng)恒溫干燥箱，使用范圍10～300℃，精度±2℃，功率9 000 w，工作室尺寸800×800×1000mm；鋼直尺，規(guī)格為300mm,分度值為0.5mm；HWS-1000 恒溫恒濕養(yǎng)護(hù)箱，濕度使用范圍10～100%，精度:±2%，溫度使用范圍10～100℃，精度±0.5℃，工作室尺寸1 000×1 000×1 000mm。

圖1 YAW-4206 型微機(jī)控制全自動(dòng)壓力試驗(yàn)機(jī)