榫卯混凝土砌块抗压强度试验方法研究

甘 伟 黄绍有 何 娟 宋震峰 徐城坤 黄国响

(1 广州大学；2 广东建宇建筑科技有限公司)

0 概述

榫卯混凝土砌块是混凝土砌块的一个新品种，主要用于中空墙体、灌芯复合节能墙体、围护-装饰-节能一体化墙体以及其它配筋灌芯混凝土围墙、构筑物等。混凝土砌块的抗压强度是划分砌块强度等级，表征其物理力学性能、耐久性能的重要指标。该指标按国家标准GB/T4111《混凝土砌块和砖试验方法》进行测试。

鉴于榫卯结构的混凝土砌块壁板四周设有榫头榫槽、肋孔、两端外壁板伸出半孔构造，采用GB/T4111 方法，试件加工困难、试验数据离散性大。因而本文展开了设计研究，目标是提出一种，既能反映砌块的工作态，又能表征砌块的强度特性，并与现行国家标准方法有关连性、可比性的，适于榫卯类砌块的试验方法。

1 强度等级及试验方法

1.1 榫卯混凝土砌块强度等级

作为围护、承重和非承重墙体的砌块部品，其材料必须具备坚固、耐久的性能，同时要有承受重力、耐久、耐冻、耐大气腐蚀等性能，通常以材料抗压强度表征。因此，砌块产品均设置了强度等级指标，以抗压强度表示和划分。榫卯混凝土砌块强度等级见表1。

表1 强度等级

1.2 榫卯混凝土砌块抗压强度试验方法研究

1.2.1 本试验方法不同点

⑴鉴于榫卯混凝土砌块产品周边设有企口，榫头、榫槽、肋孔和半孔，不能完全采用GB/T 4111《混凝土砌块和砖试验方法》。特此提出榫卯混凝土砌块“抗压强度试件要求及制作步骤”，其它均按GB/T 4111 试验方法进行。

⑵本抗压强度试验方法，与GB/T 4111 方法，主要不同点在对试件要求、试件制作和处理方法。GB/T 4111要求试件“四周侧面平整”、“块体孔洞四周应被混凝土壁或肋完全封闭”，否则应做切除磨平处理。本方法试件采用整体砌块，要求对试件上、下承压面进行处理，保证承压面的水平和平整。

1.2.2 榫卯砌块抗压强度试件制作步骤

榫卯砌块的抗压强度试验，按GB/T 4111 附录A 的规定进行，其中，抗压强度试件制作步骤按以下规定进行。

⑴试样(砌块)的肋孔、两端延伸的外壁及两端的榫和槽处不用切割或填满砂浆。

⑵在水平的试件制备平台上先薄薄地涂一层机油或铺一层隔离薄膜，将搅拌好的水泥砂浆均匀摊铺在隔离层上，抹成10～15mm 厚的砂浆层。长度和宽度应略大于砌块的长度和宽度。

⑶将5 块调整后的完整砌块，有榫的一面朝下，有槽的一面朝上，相距50mm 左右，分别放置在未凝固的砂浆层上，砌块应水平放置，用力将砌块压下至台面，挤出多余的砂浆。坐浆后的承压面至少与两个相邻侧面成90 度垂直。然后将上部的凹槽填满砂浆，用事先涂抹油的玻璃平板压平，用水平仪调控上表面至水平，挤出、清理多余砂浆。试件应做到上、下面平行。

⑷砂浆终凝后2h，用划刀沿砌块外壁四周，垂直向下细致地切除多余的砂浆层，完成试件的制作。

⑸试件高度的测量，在制作完成的试件两侧面顶面的两端测量。在对应两侧面各测一次，取四次的平均值，精确至1mm，若四个读数的极差大于3mm，试件需重新制备。

2 试验方法验证试验及分析

2.1 试验验证

⑴采用本方法和GB/T 4111 试验方法分别制作试件，各5 块试件，三个对比组的验证试验结果见表2。

按本方法和按GB/T 4111 的三组、各5 块试件检测结果的变异系数分析，可看出本方法试验，三组中有两组变异系数较小，尚不能判断试验方法的可靠性。

表2 试验方法对比试验

表3 抗压强度试验方法对比验证试验

⑵采用本方法和按GB/T 4111 方法进行再次试验。二个对比组，各15 块试件，进行抗压强度变异系数对比验证试验，结果见表3。

结果说明本试验方法数据较稳定，离散性较小。

2.2 试验方法对比分析

⑴抗压强度试验试件破坏状分析，按本方法，试件破坏裂缝多出现在中间肋处(见图1)，按GB/T 4111 方珐，试件破坏多出现在外壁下部(见图2)。试验数据前者变异系数小，更稳定，离散性较小。

图1 按本方法检测，试件上下砂浆找平，试件破坏裂缝多出现在肋孔、中肋上

图2 按GB/T 4111标准检测，试件破坏裂缝多出现在两侧外壁上

⑵抗压强度试验方法对比分析

①本方法与GB/T 4111 方法比较，主要不同点在对试件要求和制作处理方法。按GB/T 4111 要求，试件“四周侧面平整”、“块体孔洞四周应被混凝土壁或肋完全封闭”，否则应做切除磨平处理。本方法试件采用整体砌块，只做上、下承压面的处理，保证承压面的水平和平整。

②本试验方法特点：

现行普通混凝土小型砌块和榫接中空墙装饰砌块、灌芯砌块外形有较大差异，后者有肋孔、有单孔和半孔构造，有榫头、榫槽构造，无法实现或很难实现GB/T 4111 的试件制作要求。本方法适合榫卯构造砌块外形，可合理反映其抗压强度特性；

本方法制作试件(的砌块)受力更接近于在实际砌体中的工作状态；

本方法试件制作简单，无污染，易保证试件制作质量；

本方法测试数据较稳定，与GB/T 4111 比较，变异系数较小。

3 小结

⑴通过对比验证试验，说明本方法简单，稳定、可行。

⑵建议推荐为榫卯构造混凝土砌块相关标准抗压强度试验方法。