互锁加气混凝土砌块砌体弯曲抗拉性能试验研究

郑家林

（贵州瑞泰实业有限公司，贵州 六盘水 553000）

工程建筑中，由于砌块墙本身具有隔热性能优良且造价成本较低的优势，同时材料选取便捷性也较高，所以在砌块墙体施工中应用也更为频繁。但目前，传统的砌块墙体生产期间，却仍旧存在成本高且易受外界因素制约类问题，导致最终的作业成本不满足项目要求。鉴于此，本次研究中针对互锁加气混凝土砌块砌体弯曲抗拉性能试验进行分析具有重要现实意义。

1 试验材料

1.1 互锁加气混凝土砌块

本次试验中所采用的互锁加气混凝土砌块级别为A3.5级，经检测材料满足GB 50574-2010《墙体材料应用统一技术规范》标准。所有选用试验的砌块重量均值为18kg，主、辅砌块规格分别为600*200*200mm、297*200*200mm。期间，不同的砌块配置了A、B两种互锁试验方案，两种方案内容设定的差异，体现在各自互锁的深度存在异同性，A、B深度分别为10mm、15mm。

1.2 砂浆

试验中，进行互锁加气混凝土砌块的试验材料选择时，研究员决定选用砂浆这一材料作为专用砂浆，级别为DMa7.5级，材料满足JC/T890《蒸压加气混凝土墙体专用砂浆》中标准，试件的规格为70.7*70.7*70.7mm，属于三联砂浆塑模，用量为3个，随后就塑膜进行振捣后静置处理，时间为2d，脱模时选用了脱模气枪设备辅助脱模。试验中，进行混凝土砌块的弯曲抗拉试件养护时，需要确保期款与砂浆塑膜两者的养护条件保持一致，包括养护时间。具体养护时间为28d，且在试验中，必须将JGJ/T70-2009《建筑砂浆基本性能试验方法标准》作为试验标准，并依照其中标准完成对应的砂浆的强度测试工作，确保满足本次试验要求。

2 试件设计

本次研究中，技术人员想要进一步加深对于研究主题的技术了解，同时为了整理更加详细的试验数据，决定将试验重点集中在沿齿缝截面弯曲的实际抗拉性能处理方面。此外，为了提升试验的标准性和严格性，严格遵照GB/T 50129《砌体基本力学性能试验方法标准》中所标准和给出的各项要求进行试验设计。所选用的试件尺寸以1190*815*200mm为主，其中，主砌块、辅助砌块分别选6个。

3 试验过程分析

3.1 装置及加载方案

试验过程中，主要的参考依据是GB/T 50129文件要求，于此基础上针对砌体沿齿缝截面的具体弯曲抗拉试验展开分析。试验装置处理中技术人员需注意，固定铰支座过程中，固定材料选择应以等边角钢为主，且角钢的边长需控制在50mm左右。进行滚动铰支座的试验研究材料选择时，包括对于滚轴的选取，也必须以具有圆形特征、实心钢棒类材料为主，过程中需注意，应确保滚轴的直径满足50mm标准。此外，还需注意，固定铰与滚动铰两者的支座在上表面高度处理上，应保持其身处相同水平面。

3.2 试验过程分析

试验过程中，具体的试验步骤如下。

1）试验前准备工作。试验员需使用记号笔，在试件之上将砌块支座与荷载作用点所形成的作用点标注出来，随后进行试验跨度的测量。期间需注意，进行截面尺寸的测量时，测量点应选在试件纯弯区段的中部位置，测量工具使用卷尺，其精度控制在±1mm范围内。

2）试验过程中，将试件边长为标准，选定其为旋转轴，进行90°旋转，在试验台之上进行平移。随后在试验台座之上就位各个试件，其间需严格按照简支梁三分点集中加荷载相应标准执行工作。随后，在作用线之上，先执行细石英砂的铺设工作，目的在于避免后续进行加载试验时出现应力集中情况。从而对试验结果的精准度产生影响。当细砂铺设中，需将经过打磨后光滑的钢板在荷载作用线出放置，并确保作用线、钢板中心线保持一致。

3）试验方法。本次试验主要选用匀速连续加荷方法，过程中为了避免出现试验破坏类问题，加荷的速度需维持在3-5min之间，如果不慎出现试件破坏问题，应该第一时间停止试验，并记录试件破坏之时的荷载值以及对应的损坏特征。

3.3 试验现象

通过试验得出，试件出现破坏情况的位置主要集合于跨中三分之一处，其均属于正常破话现象，原因在于当选用如下加载方式时，简支梁三分点均在集中加荷方式，试件跨中位置三分之一处属于纯弯区段，对应的弯矩数值相同，且已达到最大值。

4 试验结果处理

数据处理。进行数据处理之时，本次试验中按照GB/T 50129标准执行，所有单个试件的数据处理，均需沿齿缝截面的实际弯曲抗拉强度进行对应的数据计算，计算公式f，具体的计算公式如下（1）所示：

公式（1）中，f（MPa）指代的是试件的弯曲抗拉强度；N（N）指代的是试件的抗弯破坏荷载值；G（N）指代的是试件的自身重量；G（mm）指代的是抗弯试件计算跨度值（本次精确至0.01MPa）；b（mm）、h（mm）分别指代的是试件的截面宽度及高度参数值。

随后针对各组试验弯曲抗拉试件的测量数据进行计算和统计，对应的计算公式如下（2）：

在公式（2）中，f（MPa）、（MPa）、S分别指代试件的弯曲抗拉强度的实测值、平均值、标准差；n、δ分别指代一组砌体试件数量、试件变异系数。

最后，可计算得出如表1所示统计结果。

表1 互锁加气混凝土砌块砌体弯曲抗拉强度数据统计表

注释：f、f分别指代砌体结构设计规范的沿齿缝截面弯曲抗拉强度的标准参数值和设计数值。

试件编号 WQ1 WQ2 WQ3 WQ4混凝土砌块f2/MPa 12.8 -f-/MPa 0.44 0.26 0.31 0.30 -ftm，m/MPa 0.29 -f-/f tm，m 1.52 0.90 1.07 1.03 -S 0.0316 0.0278 0.0132 0.0214 -δ 0.0718 0.1069 0.0426 0.0713 -fk/MP 0.39 0.21 0.29 0.26 -Fv，k/MPa 0.24 0.13 0.18 0.16 -ftm/MPa - - - - 0.17 ftm，k/MPa - 0.11---

5 影响因素探讨

5.1 砌筑质量

通过对表2中的试验数据进行分析可知，WQ2组中，试验数值变化差距最大，且δ的数值已经达到了0.1069。对应的，WQ3中，试验数值的变化差异则最小，δ仅达到了0.0426。该数据统计结果的得出，离散性越大，越代表试件的砌筑质量差异有影响。

本次试验中，所有试件的试验操作流程均由同一名技术等级为中等的技术工人完成，且易分层流水作业完成。对于不同的试件进行试验处理时，研究人员发现，所有试件实际的砂浆灰缝的具体饱满度参数值均有所差异，部分过低或过高的试件，最后所制作的混凝土砌块质量均不符合工程标准。同时，当砌筑处理期间，试件具体含水量的差异，对于砌块质量影响也较大。此外在WQ3和WQ4中，每一件砌块之间，如果出现了互锁扣紧度不够的现象，后续的试验结果及数据均会随之变化，且扣紧密度越低，质量越低，对应的互锁结构实际扣合作用自然也会随之大打折扣，最终影响试验值出现偏低问题。

5.2 互锁结构

试验中发现，互锁结构下，当沿齿缝截面的实际弯曲抗拉试件破坏面受力过于复杂时，往往会出现切向受力和法向受力的同步出现现象，在此背景下，砌块体和砂浆两者之间的切向粘合度强度不同，会对截面产生不同的破坏影响。此外，互锁加气混凝土砌块与砌块之间进行扣合时，由于需要借助互锁结构实现，所以很大程度上需受到砌块之间的实际移动情况限制，导致试件破坏截面的实际切向受力变大。

6 结语

综上所述，经试验得出如下结论。

1）经过试验数据分析可知，互锁A型中，WQ3中弯曲抗拉强度数值与规范数值相比，显著提升了70%以上，同时设计数值也提升至60%以上。与A型相比，B型组WQ4中标准值仅提高50%左右，设计值也仅达到40%左右。综合试验结果可以发现，砌块间互锁结构的扣合程度，在很大程度上影响其相互空间大小，导致相邻砌块间的接触紧密程度过高，最终影响弯曲抗拉强度。

2）当针对WQ1、WQ3以及WQ4三组进行试验数据结果进行对比可知，组别中弯曲抗拉内，互锁扣合作用远低于砂浆键之间的作用力。同时可发现，上述三个试验组中，均满足GB50003中的平均值、标准值及设计值。