混凝土多孔砖基于承重砌体力学性能试验研究

刘达宝

(福建省永正工程质量检测有限公司， 福建 福州 350000)

目前建筑行业所面临的新的发展局面为：随着飞速的经济发展和社会进步，人们对于居住场所和周围的自然生态环境和谐统一有着更高的要求。相关部门和专家人员对于建设行业的要求是，希望现阶段以及未来我国的建设企业能够提出绿色节能及环保可持续发展的建设方案。在这样的大背景下，许多传统建筑行业中使用的原材料和技术都遭到了淘汰。如传统工程使用的粘土烧结砖，在制造过程中会大量的占用农耕土壤，且制造过程中耗能较大，还会造成大量的废气排放，影响周围的生态环境。同时，在传统的使用过程中，由于其自身重量，在抗震性能发挥中难以达到相关的设计标准，加之在施工材料的搬运过程中会花费较大的费用，难以平衡成本与经济效益的关系，所以我国大部分地区已经逐渐淘汰了这种传统的施工材料，而选用更为环保绿色的新型材料进行替代。

1 试验准备

1.1 试验目的：

为了保证新型的混凝土多孔砖能够与传统使用的粘土烧结砖，在性能上达到同样的施工标准，试验人员首先要通过各项专门的环境指标测试，对其质量和特征进行研究，将得到的数据与传统的粘土烧结砖进行对比，以实现其研究价值。

目前混凝土多孔砖多应用于非承重的填充结构，由于其进入建筑行业的时间相对较短，且实际使用的工程案例不多，部分施工企业对其缺乏全面的认识，且对其力学性能研究深度不一，无法将其使用在承重结构中，而本试验的目的之一就是为了测试混凝土多孔砖的力学性能和了解其破坏规律，进而得到混凝土多孔砖是否能够用于承重砌块结构的参考结论，为工程实践提供有效的试验依据。

1.2 原材料制作

本次试验所采用的原材料，选用的是常见的多孔砖外形尺寸。长度为240毫米，宽度为115毫米，厚度为90毫米。在原材料的选择过程中，尽量保证原材料的构成、制作工艺与普通的混凝土砌块砖类似，提高试验结果的普遍性和适用性，有助于试验结果的推广。经过前期测算，试验中所采用的原材料孔洞率应达到35%，开孔形式为半盲孔，密度为一千四百四十四千克每立方米。

试件包括轴心抗压试件，六组共30件，双面抗剪试件八组共48件，主拉应力试件一组共3件，齿缝拉曲抗压试件四组共28件。

试件堆砌时应该满足常见的施工方法：孔洞面向下，在盲孔面铺设砂浆。整个施工过程中，应该保证层间的砂浆砌筑率能够达到90%以上，立缝砂浆饱满度达到85%以上，进入砖孔内部的砂浆高度不应低于6毫米。经过相关的实验，最终得出结论：与普通的粘土烧结砖相比，新型的混凝土多孔砖吸水率较低，砌筑后强度上升较为均匀且缓慢。为了达到相同工作强度，在试件砌筑完成后工作人员立即对其顶部进行了压顶处理，在后续的养生过程中，试验人员发现试件最终形成的初期强度与周围的温度有着正相关的联系。当外部温度可以达到20℃以上时，约24小时后，能够达到初级强度，而将外部温度降低至5至10℃以后，初期强度形成的时间就要延长至48小时。

2 试验过程

对于混凝土多孔砖的轴心、抗压强度试验，试验人员选择用2000KN压力试验机中完成，在试验原材料的处理过程中，试件顶部采用1:3水泥砂浆找平。找平层的厚度约为10毫米，为了保证最终的试验结果不受材料本身的特殊性影响，在砂浆抹平完成后，试验人员对成型材料进行了尺寸检查及修正。确保各砌体表面都处于同一水平状态，以实现试验过程中可以达到均匀受压的状态。在试验实际进行过程中采用的是分级加载的方式，每一级的荷载都为50kN,两次加载中相隔时间为5分钟。根据对试验结果的最终分析，研究人员发现当加载到第九级时应力与平均强度之间的比值达到一。

在对砌体沿通缝双面抗剪试验中，试验人员选择在250kN垂直加荷载完成,试验过程中采用具有荷载锁定功能的应变仪记录破坏荷载的实时数值。

在对混凝土多孔砖砌体进行弯曲抗拉强度试验过程中，分为沿齿缝弯曲抗拉和沿通缝弯曲抗拉两种。由于两种试验获取参数和试验环境相同，所以两类试验所采取的设备和方法也相同。首先完成对砌体简单的支护，在两端分别放置活动绞支架和固定绞支架，加载器选用手动液压千斤顶，使用三分点加载形式。试验荷载用压力传感器进行最终确定，测量仪器具有瞬时锁定最大荷载的功能。加载点的距离，也要在试验前进行详细的测量并记录，供试验数据的分析过程中使用。

3 试件破坏规律（试验结果分析）

将混凝土多孔砖砌体抗压强度试验与相同试验环境中黏土烧结砖的数据进行对比后发现，混凝土多孔砖砌体整体稳定的保持时间较长，出现裂缝的时间较晚，开裂荷载约为极限破坏荷载80%。裂缝多出现在砌体上下两个端面的单面砖内，随着荷载的不断增加，裂缝迅速向砌体中部进行延伸，与此同时，上下端的裂缝迅速扩展，裂缝的宽度随之扩大，最终形成的通缝使砌体完全失去了承载能力而遭到破坏。通过对整个试验结果的数据进行纵横向分析：实验人员发现，在实验过程中一旦砌体出现裂缝，即使后续不再对其增加荷载，裂缝也会缓慢的进行发展。再通过调整砖与砂浆强度后发现，当强度值降低时裂缝出现的时间会更早，荷载和破坏荷载的比会有所下降，材料的脆性有所改善。混凝土多孔砖砌体沿通缝弯曲抗拉试验中，试验人员总结了砂浆层的变化情况，破坏面主要集中于砂浆面层，这表明砂浆与砖块表面的粘结状态良好，由此可以推导出砂浆的强度对抗拉强度的影响很大。

4 总结

经过一系列的实验对比，研究人员发现，目前新型材料在现阶段建设行业施工标准和要素中，已经基本接近或超过传统的施工材料，所以在施工过程中可以承担大部分传统施工材料所能够进行工作的领域。随着材料细分行业的不断发展，更多的新型节能环保材料不断的涌出。如推行不久的砖体泡沫砖、轻质隔墙砖、非承重空心砖等，就是有针对性的应对特定的工程区域，实践所采用的新型设备从理论上来讲，传统的淘汰的施工材料是基于当时的技术限制以及理论研究不足等现状而选择的临时措施，因此在选择的科学性和合理性方面，本来就存在诸多限制。而新型材料是结合现阶段研发能力、施工标准适宜性及特定的施工环境（潮湿或冻融环境）而量身定做的，在试验阶段就已经考虑到了各影响因素，如试件碳化前后强度对比、冻融前后强度变化。并充分模拟未来该材料将会遇到的场景和作用，所以在其物理性能及化学性能都有了相应的关注和实践，同传统的建筑使用材料相比较优势更为突出，市场适应性更强。所以新型材料投身于建筑行业，并替代老旧的传统施工材料是完全可行的,目前随着新型材料的产量稳定和技术工艺更新，新型材料的制作成本有了大幅的降低，已经可以与传统的建筑材料成本控制进行竞争，导致各类新型材料的推行效果奏效，全国大范围各项目都开始大量采用新型建筑材料作为主要的建筑原料。

5 结束语

绿色可持续建筑的建设标准提出为我国建筑行业健康、环保发展确立了技术方向和实践指导，同时淘汰掉了很大一部分传统建筑领域内所采用的工艺技术及配套材料。这一举措无疑是一个巨大的改革发展红利，通过淘汰原有的落后不环保施工原材料，进而推行适应行业发展的新型材料，对于我国社会进步和经济发展具有良好的方向性及标杆作用，因此参与我国基础设施建设领域的上下游企业特别是施工企业应正确的看待这一发展机遇，在实际工作过程中充分领悟并感受分享新型材料变革带来的工艺设备的改进和升级作用，较早的适应新功能、新技术、新材料等新事物对施工过程所带来的影响，提高企业在未来市场竞争中的竞争力和竞争手段，优化工程结构，提升工程投资收益及人与环境和谐共生带来的社会效益。为提高我国建筑行业发展标准和建设可持续发展的生态文明建设贡献建筑行业自身的力量。

[1]钱晓倩,钱志宇,孟涛,等.混凝土多孔砖的砌体力学性能及应用[C].//中国硅酸盐学会房屋建筑材料分会第七届学术年会论文集.北京:浙江大学%,2003:195-199.

[2]李汉章,金志宏,李保德,等.混凝土多孔砖设计应用技术研究[Z].[武汉市墙体材料改革办公室,武汉理工大学,武汉市抗震办公室,武汉土木建筑学会建筑材料学术委员会].2005.