凸凹槽蒸压粉煤灰砖砌体抗压性能试验研究

□张东岭 □张 霞 □耿攀攀

（河南方正水利工程咨询有限公司）

一、前言

随着我国可持续发展方针的实施，在建筑领域，国家提出了节能、节土的墙体改革政策。目前以粉煤灰为主要材料来制做的建材制品主要是非承重墙体材料，承重墙体材料较少。蒸压粉煤灰实心砖是一种新型的建筑材料，以粉煤灰、石灰为主要原料，掺加适量石膏和集料，经坯料制备、压制成型、高压蒸汽养护而成，具有节约能源、防止污染、保护环境、变废为宝的优点。

通过对蒸压粉煤灰实心砖砌体进行受压试验研究，可以全面认识该类砖砌体的抗压性能，促进蒸压粉煤灰实心砖的利用，还可以为进一步的试验研究及编制相应的应用技术规程提供依据[1]。

二、试验方案和试件制作

（一）试验方案

本试验所采用的蒸压粉煤灰砖规格尺寸为240mm×115mm×53mm，强度等级为MU15；试验所用砂浆为混合砂浆，砂为中砂，强度等级分别为M7.5、M10和M15。本文抗压试验的试件根据混合砂浆的强度等级分为3组，每一组3个试件，共9个试件。

（二）试件制作

根据《砌墙砖试验方法》（GB/T2542-2003）和《建筑砂浆基本性能试验方法》（JGJ70-90），试件的尺寸为 240mm×370mm×720mm，高度为12皮砖，为了保证试件上下截面均匀受压，其上下表面均采用10mm厚的1：3水泥砂浆抹面，高厚比为3。具体砌筑方式如图1所示。

图1 试件侧面及横截面

三、抗压试验

（一）试验过程

本试验所有试件都在同一台500t压力试验机上进行。在试件养护28d后将开始试验，试件由带吊钩的钢垫板吊至试验机上。试件就位时，在承压台上均匀撒上一层干砂，然后将试件移置于砂上，左右磨动试件两次，保证承压台与试件底部、干砂紧密接触，起到垫平的作用。试件再用几何对中，使试件四个侧面的竖向中线对准试验机的轴线。为了避免应力集中，在试件顶部与加荷设备之间放置塑性垫板，如图2所示。

图2 试验装置

根据《砌体结构》中的砌体极限承载力公式可以计算得到各个试件的极限承载力。本试验正式加载前，首先进行预加载校正，预加载采用分级加载，但不宜超过试件极限荷载的5%。当试件开裂后，以极限承载力的10%进行加载，直到试件破坏。试件破坏形式如图3所示。

图3 试件破坏形态

（二）抗压试验参数

蒸压粉煤灰实心砖砌体的抗压试验参数如表1所示。

表1 受压构件几何特征参数

（三）抗压强度试验结果

式中：fc,m-试件抗压强度（MPa）；N-试件的抗压破坏荷载（N）；A-试件的截面面积（mm2）。

按照式（1）对试验结果进行计算，得到试件的实测开裂荷载和破坏荷载如表2所示。

通过对砌筑试件时制作的各组砂浆试件的抗压强度测定，得到各组砂浆实测抗压强度平均值分别为7.6、10.3、15.3MPa。

试验中各试件实际抗压强度由式（1）求得，其计算结果取值应精确至0.01 MPa。

表2 试件抗压强度分析表

四、砌体抗压强度取值

（一）抗压强度标准值

砌体的强度标准值是一种特征值。根据《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068-2001)的要求，将各类砌体的标准强度统一取为其强度分布的95%下分位值 (相当于强度的统计平均值减去1.645倍的标准差σf，即从概率的意义上说，在符合规定质量的砌体强度实测总体中，砌体的强度标准值应具有不小于95%的保证率，由此定义，砌体的抗压强度标准值fk可按式（2）、（3）计算：

式中：fm-砌体的强度平均值；σf-砌体强度的标准差；δf-砌体强度的变异系数。

试验变异系数δf=0.02，代入式（2）得：

（二）抗压强度设计值

砌体的强度设计值f是砌体结构构件按照承载力极限状态设计时所采用的砌体强度代表值，为砌体强度的标准值除以材料性能分项系数，按下式计算。

式中rf为砌体材料性能分项系数，根据施工现场的质量保证体系，砂浆和混凝土强度变异程度的大小，砌筑工人技术等级等方面的综合水平，将施工质量控制等级分为A、B、C三级。我国现行规范规定，施工质量控制等级为B级时，砌体的材料分项系数取为rf=1.6，则砌体的抗压强度设计值为：

计算结果见表3。

表3 蒸压粉煤灰砖砌体抗压强度指标（单位：MPa）

图4 抗压强度试验值与粘土砖砌体抗压强度设计值比较

图示4表明，蒸压粉煤灰砖砌体的抗压强度均高于现行《砌体结构设计规范》规定的烧结黏土砖砌体相应的强度，为稳步推广该砖作为新型承重墙体材料并考虑一定的安全储备，建议蒸压粉煤灰砖砌体的抗压强度设计值取与《砌体结构设计规范》（GB50003-2001）规定的粘土实心砖砌体强度的设计值相同，如表4所示。

表4 蒸压粉煤灰砖砌体抗压强度取值（单位：MPa）

五、结论

与粘土砖（烧结普通砖、烧结多孔砖）砌体相比，表面带凸凹槽的蒸压粉煤灰砖砌体的抗压强度均高于《砌体结构设计规范》规定的粘土砖砌体相应的强度，则采用《砌体结构设计规范》规定的粘土砖的强度设计值是可行的。

[1]谢俊莹，张东岭等.蒸压粉煤灰盲孔砖砌体抗剪性能的试验研究[J].华北水利水电学院学报，2009（4）.