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蒸压加气混凝土砌块含水率对砌体性能的影响陈国权(福建省建筑科学研究院)0引言加气混凝土砌块具有极好的保温隔热性能,是目前墙体材料中唯一一种使用单一材料即可达到节能要求的材料加气混凝土砌块在建筑中除担负围护和填充的作用外,还需要承担饰面的负荷,这就对它的抗压强度等物理学性能提出了较高的要求。
通常,影响加气混凝土力学性能的因素有很多,比如原材ALC料质量、配合比、生产工艺、养护制度、材料含水率等GB50203—2011《砌体结构工程施工质量验收规范》指出,用于填充墙的蒸压加气混凝土砌块吸水率可达70
%,由此可见蒸压加气混凝土砌块是一种对水吸附能力较强的材料另外,蒸压加气混凝土砌块内部的孔结构呈随机性分布,孔中水分子的充盈程度不同,对固相分子的作用力也不一致因此含水率对加气混凝土强度的影响比普通混凝土更为显著。
同时,由于蒸压加气混凝土砌块具有多孔结构且不掺骨料,其干燥收缩较大,是产生墙体裂缝的主要原因因此本文主要针对含水率对蒸压加气混凝土砌块的抗压强度和干缩性能的影响进行试验研究,以期为蒸压加气混凝土砌块的应用提供指导。
1试验方案设计选用ALC不同抗压强度和表观密度规格的加气混凝土砌块三种(A3.5806、A5.0807和A7.51108),每种规格依据国标《蒸压加气混凝土性能试验方法》GB/T11969—2008规定进行制样,将试件放入水温为
20±5℃的多功能低温恒温水浴锅内,使砌块充分吸水并达到饱和状态,称取其质量,然后放入电热恒温干燥箱中保持60±5oC恒温,烘至试验所需的含水率,试验设计含水率分别为0%、5%、10%、20%、30%、
40%、50%、60%,8个不同含水率,并按照国标《蒸压加气混凝土性能试验方法》GB/T11969—2008规定进行抗压强度试验;选取A5.0807规格的试件进行干缩试验,将试件浸水温20±2℃ALC水槽中1d
后,称取重量并测初始长度,然后放入电热恒温干燥箱中保持60±5℃恒温,隔一段时间测试一次长度,同时测试样品质量并计算含水率,选择含水率在0%~60%之间对应干缩值进行分析2结果及分析2.1蒸压加气混凝土砌块含水率对砌块抗压强度的影响综合分析。
依据表1数据,以含水率和相应的抗压强度绘制标准曲线(图1)。
含水率为0%一10%时,抗压强度随含水率的增大急剧降低;当含水率为10%~30%,抗压强度随含水率的增大继续降低,趋势有所减小;当含水率大于30%时,抗压强度随含水率的增大下降趋势已趋于平缓,而此时的抗压强度仅为绝干状态时抗压强度的
65%左右蒸压加气混凝土砌块强度取值是相对于一定的含水状ALC态而言的,称为基准含水率标准GBl1968-2006(蒸压加气混凝土砌块》中规定抗压强度试验应依据GB/T11971-1997{蒸压加气混凝土性能试验方法》进行,对基准含水率要求为。
25%一45%,该含水率为加气混凝土出釜时的含水率,这与实际墙体中含水状况相差较大GB/T11969-2008(蒸压加气混凝土性能试验方法》抗压强度试验对基准含水率要求为8%~12%德英等国的标准中对基准含水率规定为。
(6±2)%,以砌块上墙后最终含水率为2%~8%为基准瑞典等国的标准中对基准含水率规定为(10±2)%,以砌块的气干状态为基准我国南方蒸压加气混凝土平衡湿度为8%~10%,北方的蒸压加气混凝土平衡湿度ALC为。
2%~5%。因此试验含水率控制在8%~12%比较符合南方砌块上墙后的实际要求,而北方的状况有待进一步商榷。其回归方程、相关系数R2见表2。
结果表明在幂函数范围内,含水率和相应的抗压强度成良好的函数关系R2均大于0.9830,回归方程的计算公式与试验结果较为吻合由试验结果的回归方程的结果得知,该方法可以用来对未知样品在不同含水率条件下进行对抗压强度的计算。
2.2蒸压加气混凝土砌块含水率对砌块干燥收缩的影响综合分析
依据表3数据,以含水率和相应的干燥收缩值作图(图2)。
由表3和图2可以看出:含水率从60%降到45%过程,干燥收缩值变化不大,这一过程主要是非毛细孔中的自由水蒸发,孔内水分对孔壁产生ALC的张力较小,因此该阶段干燥收缩值下降幅度较为平缓;当含水率从45%降到15
%时,由于这一过程中失去的水主要是毛细孔中的水,因此该阶段干燥收缩值随着含水率的变化而剧烈变化;而含水率从15%变化到绝干状态时,由于主要是更小毛细孔和分子结合水的失去,因此该阶段干燥收缩值下降幅度也较为平缓。
由图2得知,干燥收缩值是随着含水率的增大而增大的,但并不完全成一定的比例关系,且含水率大于45%和小于15%时,其收缩变化较小蒸压加气混凝土砌块水饱和状态至出釜状态的干燥收缩和过分干燥(含水率<8%)状态下的干燥收缩对实际应用上并无多大意义。
蒸压加气混凝土砌块干燥收缩主要反映在出釜状态到平衡含水状态的收缩变形这一区ALC间的干燥收缩发展的比较快但由于蒸压加气混凝土失水速度较慢,可能会导致材料内外含水率不一样特别是在高温时砌筑表层迅速失水,产生了收缩应力更会产生裂缝。
因此涉及蒸压加气混凝土砌块的标准均对产品出厂及存放有相应的规定如标准GB11968—2006(蒸压加气混凝土砌块》中规定砌块应该存放5天以上方可出厂,并要求要有防雨措施因此,在实际工程应用中在砌筑完毕后不宜立即抹灰,应控制砌块含水率低于。
15%时再进行抹灰,从而有效避免由于干缩而引起的裂缝等破坏3结论(1) 通过试验研究,蒸压加气混凝土砌块的含水率对其抗压强度和干燥收缩有着重要的影响根据试验数据的回归分析,得到了含水率与抗压强度之间的函数关系式。
该ALC关系式对蒸压加气混凝土砌块抗压强度的研究具有理论指导意义严格控制砌筑时上墙含水率对控制墙体干缩裂缝的产生和发展有很重要的作用(2) 由于含水率变化对抗压强度的影响因此在实际工程的设计中,应该结合当地使用环境中平衡含水率的大小,相应地调整设计强度的取值。
(3) 在我省,受季风环流和地形的影响,形成暖热湿润的亚热带海洋性季风气候雨量充沛,年平均气温17—21℃,平均降雨量1400~2000mm,年平均相对湿度达80%以上故蒸压加气混凝土砌块的平衡含水率较高。
此外,从地理上,闽东南沿海地区属南亚热带气候,闽东北、闽北和闽西属中亚热带气候,各气候带内水热条件的垂直分异也较明显因此应该根据各地区具体气候ALC条件下含水率的不同,对蒸压加气混凝土砌块的运用进行灵活的把控。
从时间上,春夏两季雨水丰富,相对湿度较大秋冬两季雨水较少一些,相对湿度也有所降低所以春夏两季的施工要考虑到平衡含水率对抗压强度的影响,在秋冬两季的施工更要考虑到平衡含水率对干燥收缩值的影响——摘自《福建建设科技》
2016年——