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含水率对蒸压加气混凝土砌块 加气块抗压强度的影响


摘 要:指出含水率对蒸压加气混凝土材料性能的影响较大,通过对灰砂蒸压加气混凝土材料在不同含水状态下的立方体抗压强度的试验研究,分析了不同含水率对砌块抗压强度的影响,并对此材料的使用提出了建议。关键词:蒸压加气混凝土,含水率,立方体抗压强度

随着国内外对蒸压加气混凝土砌块材料的不断研究,发现含水率世纪90年代末期,对14家加气混凝土产品分别进行相应试验研究,结果表明,无论哪种产品的抗压强度受含水率的影响都很大,直到含水率超过60%,各种加气混凝土的抗压强度将基本保持稳定,不再下降。RILEM规程中也有关于对含水率与抗压强度关系的论述。清华大学也曾经对矿渣砂蒸压加气混凝土做过相关研究,研究表明,随着含水率的增大,矿渣砂蒸压加气混凝土砌块的抗压强度不断降低并逐渐趋于稳定。文中主要讨论含水率对灰砂蒸压加气混凝土砌块抗压强度的影响。试验所用的灰砂蒸压加气混凝土砌块是天津地区的产品,砌块的质量经出厂检验满足标准《蒸压加气混凝土砌块》的要求。

1 试验概况

试件的制备与切割按照GB11969-1997加气混凝土性能试验方法总则进行,制作的试件分组如表1所示,切割好的试件用砂纸打磨其表面,保证表面垂直、边角完整。

表1 AAC立方体抗压强度试件设计

试件编号数量设计尺寸/mm3ρ/kg·m-3w/%CU13100×100×1007920CU23100×100×10077310CU33100×100×10080417CU43100×100×10076828CU53100×100×10080040CU63100×100×10076759CU73100×100×10078069

注:ρ为自然状态下砌块的平均密度;w为AAC试验前的含水率

试验所用的试验仪器包括电热鼓风干燥箱、电接点水银温度计、普通温度计、水槽、电子秤、万能试验机以及钢垫板等。具体试验步骤和方法参照文献[2]进行。

2 试验现象及破坏特征分析

试验加载初期,砌块处于弹性受力阶段,砌块一般在承载力的50%左右时出现可见裂缝,由于裂缝的出现,试验机读盘上的指针会有短暂的停顿,随后继续加载,表盘读数继续增长,裂缝不断发展延伸,直至试件达到极限承载力。

从砌块的破坏形态可以看出,灰砂蒸压加气混凝土砌块与混凝土的破坏形态有相似之处。灰砂蒸压加气混凝土立方体砌块在达到其抗压承载力后,由于裂缝处相互间的咬合作用,能使裂缝较充分地开展。试件在达到最大承载力时,裂缝开裂较大。若继续施加荷载,砌块将被压碎。试验结束后,将砌块从裂缝处分开发现,砌块的破坏形态(如图1b),1c)所示)与普通混凝土的破坏形态(如图1a)所示)相似,中心部分为“X”型,但与承压面相交的裂缝与承压面的夹角远大于45°,即比混凝土裂缝与承压面所成的角度大;如图1d)所示砌块在破坏时已经看不到明显的“X”型的痕迹,最终砌块被竖直裂缝分裂成几个小柱体而丧失承载力。

加气砌块

试件在竖向压力和水平摩擦力的共同作用下会首先沿斜向面开裂,导致了最终的“X”型破坏。试验现象表明,上下压板对AAC砌块的“箍”的作用要比对普通混凝土试块小得多。

3 含水率对灰砂蒸压加气混凝土抗压强度的影响

由表2可知,含水率对灰砂蒸压加气混凝土的抗压强度有很大影响,绝干状态时抗压强度最高,随着含水率的增加,其抗压强度不断降低,而且在含水率较低的情况下,强度下降速度很快。如图2所示,试验中砌块由绝干状态增大含水率到10%,其强度下降了16%之多,而随着含水率的加大,其抗压强度降低的趋势渐趋平缓,含水率达到60%之后,其抗压强度基本上保持不变,直到饱和状态,材料的最小抗压强度与绝干抗压强度相差达37%。

表2 不同含水率下砌体抗压强度的试验、计算结果对比

组别数量ρ/kg·m-3w/%f1/MPaf′/MPaf1/f′f″/MPaf1/f″

CU1379204.754.751.004.431.07CU23773103.973.411.164.100.97CU33804173.743.31.163.890.96CU43768283.623.021.203.601.00CU53800403.582.861.253.361.07CU63767593.002.671.123.090.97CU73780693.002.591.163.020.99

注:ρ为自然状态下砌块的平均密度;w为抗压试验前的含水率;f1为块体实

际强度;f′为式(1)计算值;f″为式(2)计算值

采用经验公式(1)计算不同含水率下矿渣砂蒸压加气混凝土的强度:

4其中,Rw为含水率为w时砌块的立方体抗压强度;R0为绝γw-γ0

干状态下(w=0)砌块的立方体抗压强度;w=为砌块的γ0


1 乌鲁木齐市气候特征

乌鲁木齐地处东经86°37′~88°58′,北纬42°45′~44°08′。地形海拔680m~920m,属中温带大陆半干旱气候,春秋时间短,冬夏时间长,乌鲁木齐市在建筑气候分区里属严寒地区B区;年平均气温6.4℃;冬季一月最冷,平均最低气温达到-14.9℃;夏季

鲁木齐市住宅必须满足冬季保温要求,加强建筑物的防寒措施,使建筑室内热环境达到舒适。

2 乌鲁木齐市住宅能耗现状

含水率;γw和γ0分别为试件含水率为w和绝干状态下的容重。

采用式(1)计算时,计算值均偏小,如表2所示,相关指数R2仅为0.459,与试验值相差较大,文中建议采用二次多项式形式,公式如下:

f1=2.91w2-4.24w+4.56(w≤70%)(2)

2

0.919,拟合曲线见图2,所以建议采用式(2)计算不同含水状态下砌块的强度,含水率一般不超过70%。根据图2和式(2)可以了解含水率对砌块强度的影响,也可以用来估计不同含水状态下灰砂蒸压加气混凝土砌块的强度水

平。由式(1)及式(2)可知,含水率对灰砂蒸压加气混凝土强度的截至2006年底,乌鲁木齐有各类建筑9千万m2左右,每年全市用煤900多万t,其中冬季采暖能耗350万t,排放的悬浮颗

粒SO2,CO2等有害气体11万t[2]。乌鲁木齐市在1984年~2002年期间建造的大部分建筑为保温性能差、能耗高的非节能建筑。其中,居住建筑大多为砖混结构,公共建筑基本是框架结构;外墙为370mm厚砖墙;外窗除少量为塑钢窗外,基本是已被淘汰的双层钢窗。

3 住宅围护结构传热系数现场测量3.1 建筑现状影响比对矿渣砂蒸压加气混凝土强度的影响要小,即含水率的增大对矿渣砂蒸压加气混凝土强度的削弱程度比对灰砂蒸压加气混凝土强度的削弱程度大。
砂加气混凝土砌块
4 结语

1)灰砂蒸压加气混凝土立方体抗压强度的破坏形态与普通混凝土破坏形态有所差异,“X”型破坏形态不明显,材料受上下压板“箍”的作用较普通混凝土小。

2)灰砂蒸压加气混凝土砌块的强度受含水率的影响较大,但与矿渣砂蒸压加气混凝土相比要小一些。由于材料内部特殊封闭的孔结构使得此材料吸水速度较慢,尤其出厂两三年后达到其平衡含水状态后,含水率一般将会稳定在15%~20%左右。3)根据试验结果得到了不同含水率下灰砂蒸压加气混凝土砌块强度的计算公式,回归的计算公式(2)与试验结果吻合较好,可供工程技术及研究人员参考使用。

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