蒸压粉煤灰加气混凝土砌块抗压强度检测新方法探讨

张亚涛，王松，张成银

[安徽省（水利部淮河水利委员会）水利科学研究院，安徽 蚌埠 233000]

0 引言

蒸压加气混凝土砌块是以硅质和钙质材料（水泥、石灰、矿渣、砂、粉煤灰等）为主要原材料，以铝粉为发气剂，经加水搅拌浇注、发气膨胀、蒸压养护等工序制备的多孔混凝土制品。主要用于框架结构和现浇混凝土结构建筑的外墙填充、内墙隔断，其优点为：节约土地资源，提高墙体的保温隔热性，具有轻质抗压和耐火、吸声性，且耐久好，易加工[1-2]。为保障产品质量，进行抗压强度检测是主要手段之一。对砌块进行抗压强度检测时，要注意其中的含水率，因为砌块含水率越高，其抗压强度越低[3]，现行标准GB/T 11969—2008《蒸压加气混凝土性能试验方法》规定，需在试件含水率为8%～12%时进行抗压强度试验。因此，对加气块进行抗压强度检测时，8%～12%的含水率是判定每个试件抗压强度结果是否有效的前提条件。

实际试验中，存在因最后测得含水率不在8%～12%范围内，而导致抗压强度试验失败的情况；存在抗压强度试验过程过于繁琐的情况；存在含水率小于8%的试件不知如何进行抗压强度检测的情况。为解决上述问题，采用先干燥试件、然后添加定量水和调节含水率分布的方法处理抗压强度待测试件，控制含水率在8%～12%范围内，抗压强度测试值与采用标准方法时基本一致，且缩短了试验时间。

1 试验

1.1 原材料

蒸压粉煤灰加气混凝土砌块：A5.0B06级，规格为600mm×240 mm×200 mm，安徽省神洲建材科技有限公司生产。

1.2 试验仪器

BS-30KA 型电子天平：感量 1 g，量程 0～30 kg；CMT5105型电子万能试验机：最大试验力100 kN，准确度等级为0.5级；DHG-9101-3S型电热恒温鼓风干燥箱：控温范围为RT+10～300℃，控温仪温度波动±0.5℃；钢直尺：规格为300 mm，分度值为0.5 mm。

1.3 试验方法

按照GB/T11969—2008，分别从同一批次A5.0B06级蒸压粉煤灰加气混凝土砌块中制取 10 组（1#、2#、3#、4#、5#、6#、A 组、B组、C组、D组）100 mm×100 mm×100 mm的试件，每组3块试件是从同一块试样（600 mm×240 mm×200 mm）中制取（制取1#、A组、B组、C组和D组试件时，在剩余的上半部分和下半部分再分别取1个100 mm×100 mm×100 mm的试件，用于含水率分布试验，该类试件在整块试样中的大致位置如图1所示。

图1 含水率分布样在整块试样中位置

1.3.1 标准法抗压强度试验

先将待测试件烘至恒重[或测试试件的干密度，方法为：先在（60±5）℃下保温 24 h，然后在（80±5）℃下保温 24 h，再在（105±5）℃下烘至恒重，该过程至少3 d时间]，计算干密度，然后再由该干密度值以及待测试件体积和质量，估算出该试件的大致含水率，若含水率在8%～12%范围内，则可直接进行抗压强度测试，然后将试件的全部或部分立即称取质量，在（105±5）℃下烘至恒重（需要 2～3 d时间），计算其含水率；若试件含水率大于12%，则应先在（60±5）℃下烘至含水率在8%～12%范围内[4]（需1～2 d时间，且要不时地进行称量监测），再进行抗压强度和含水率的测试。

1.3.2 含水率定量法抗压强度试验

先根据烘至恒重（参照GB/T 11969—2008中干密度试验方法）的每个试件质量准确计算出含水率在8%～12%范围内的加水量（一般计算含水率为10%的加水量），把待加水量平分为6份，分别倒入平底玻璃容器中，每一份用干燥试件的1个面吸干，然后迅速用塑料薄膜把吸好水的试件密封，编号，垂直气孔方向放置在试验室内（每间隔12 h上下位置对调1次）。放置到一定时间后进行抗压强度测试。

1.3.3 含水率分布试验

分别对含水率分布样 1#-4、A-4、B-4、C-4、D-4 进行垂直发气方向的含水率分布试验，对含水率分布样1#-5、A-5、B-5、C-5、D-5进行水平发气方向的含水率分布试验，试验前每个试件按照1.3.2中方法处理，试验采取取芯（芯样长100mm、直径50 mm，取芯位置如图2所示）后分段（10 mm为1段，共分成9段，如图3所示）测含水率的方法，其中试样1#-4和1#-5按照标准法处理后进行取芯分段切割测含水率，A-4和A-5浸水后10 min内进行取芯分段切割测含水率，B-4和B-5、C-4和 C-5、D-4和 D-5 分别浸水密封 1 d、2 d、3 d后进行取芯分段切割测含水率。

图2 取芯位置示意

图3 芯样分割示意

2 试验结果与分析

2.1 抗压强度试验结果与分析

按1.3.1分别对1#、2#和3#组试件进标准法行抗压强度试验（利用4#、5#和6#组试件进行干密度测试，然后利用该测试结果对1#、2#和3#组试件的含水率进行估算、控制），结果如表1所示。

表1 标准法抗压强度试验结果

由表1可知：利用标准法进行抗压强度试验所需时间在5～8 d，鉴于加工好的试件含水率大多在12%以上，标准法抗压强度试验时间一般大于6 d；试件的估算含水率尽管都在8%～12%范围内，但存在8%和12%附近的值，造成因含水率不合格而使试验失败的风险较高。

参照1.3.2分别对A组、B组、C组和D组试件进行含水率定量法抗压强度试验，其中A组试件加10%水后，不进行密封处理，直接进行抗压强度测试（从加水到进行抗压强度测试应在10 min以内），B组、C组和D组试件分别密封放置1 d、2 d和3 d后进行抗压强度测试，结果如表2所示。

表2 含水率定量法抗压强度试验结果

由表2可知：按照含水率定量法对加气块进行抗压强度测试时，密封保存1 d、2 d和3 d后试件抗压强度平均值与按照标准法进行测试的结果基本一致，所得结果相对误差均在2%以内，而没有进行密封保存（浸水后立即进行试验）的试件抗压强度平均值远大于按照标准法进行测试的结果，相对误差达到11.4%；上述试验试件含水率都集中于10%附近，试验因含水率不合格而失败的风险大大降低；试验只需4 d即可完成。

2.2 含水率分布结果与分析

试样1#-4、A-4、B-4、C-4和D-4垂直发气方向含水率分布如图4所示，试样1#-5、A-5、B-5、C-5和D-5水平发气方向含水率分布如图5所示。

图4 垂直发气方向含水率分布

图5 水平发气方向含水率分布

从图4和图5可以得出：按照标准法处理的试件、加水10 min内处理的试件，以及加水后密封保存1 d、2 d和3 d的试件，在垂直发气方向和水平发气方向上，含水率分布基本一致；相比于加水10 min内处理的试件，加水后密封保存1 d、2 d和3 d的试件中含水率分布与按照标准法处理的试件中的含水率分布的镜像重合度较高，这同时也是加水后密封保存1 d、2 d和3 d的试件抗压强度与按照标准法所得结果基本一致的原因。

2.3 综合比较分析

对蒸压粉煤灰加气混凝土砌块抗压强度进行检测时，标准法和含水率定量法的区别如表3所示。

表3 标准法和含水率定量法抗压强度试验的区别

由表3可知：含水率定量法在适用范围、含水率控制难易程度、成型试件数量和试验时间4个方面都优于标准法，建议以后进行抗压强度测试时，采用含水率定量法进行测试。

3 验证试验

利用A5.0B07级、规格为600 mm×240 mm×200 mm的蒸压粉煤灰加气混凝土砌块（凤阳九龙新型建材有限公司生产）进行验证试验，先用标准法测试3组试件的抗压强度，结果如表4所示，再用含水率定量法测试另外3组试件的抗压强度，结果如表5所示。

表4 A5.0B07级砌块标准法抗压强度测试结果

表5 A5.0B07级砌块含水率定量法抗压强度测试结果

由表4和表5可知，与标准法相比，含水率定量法所测试件的抗压强度平均值相对误差在2%以内；大大降低了因含水率不合格而导致试验失败的风险；缩短了试验时间，且操作更简便。

4 结语

（1）建立了蒸压粉煤灰加气混凝土砌块抗压强度测试的新方法——含水率定量法，具体方法为：先烘至恒重（参照GB/T 11969—2008中干密度试验方法），然后加入定量水、密封后垂直发气方向放置至少1d时间（每间隔12 h上下位置对调1次），再进行抗压强度测试。

（2）利用含水率定量法进行蒸压粉煤灰加气混凝土砌块抗压强度试验的优点为：缩短试验时间，减小因含水率不合格而造成试验失败的风险，更易于操作，且适用于各种含水率的加气混凝土砌块进行抗压强度测试。

（3）对于同类型蒸压粉煤灰加气混凝土砌块，即使总含水率相同，但如果含水率分布状态不同，会使每组抗压强度平均值会有很大差别。只有同时具备总含水率相同和含水率分布状态近似（镜像重合度较高）2个条件，每组抗压强度平均值才不会差别很大。

[1] 赵成文，刘雅楠，周培厚，等.不同砌筑方式蒸压加气混凝土砌块砌体抗压强度研究[J].新型建筑材料，2010（1）：32-35.

[2] 郭猛，徐健，徐福泉，等.加气混凝土砌块墙力学性能研究现状与展望[J].建筑科学与工程学报，2012，29（4）：44-52.

[3]GB 50203—2011，砌体结构工程施工质量验收规范[S].

[4]GB/T 11969—2008，蒸压加气混凝土性能试验方法[S].