湯立杰

[上海市建筑科學(xué)研究院（集團）有限公司，上海 200032]

0 前言

蒸壓加氣混凝土砌塊具有輕質(zhì)高強、耐火性好、保溫隔熱性能佳等優(yōu)點，是一種具有廣泛應(yīng)用市場的新型墻體材料[1]。目前，市場上常用的蒸壓加氣混凝土砌塊主要是B05、B06和B07等密度等級的產(chǎn)品，國內(nèi)外學(xué)者針對此類砌塊產(chǎn)品與砌筑砂漿的匹配性開展了不少研究工作，取得了顯著的研究成果[2-5]。B04級蒸壓加氣混凝土砌塊由于生產(chǎn)技術(shù)難度大、應(yīng)用技術(shù)要求高，針對其砌體性能的研究相對較少。

隨著綠色、節(jié)能需求不斷提升，B04級蒸壓加氣混凝土砌塊將得到更廣泛的應(yīng)用。但由于其質(zhì)量更輕、強度更低、導(dǎo)熱系數(shù)更小等特征，亟需開展砌筑砂漿對B04級蒸壓加氣混凝土砌塊砌體性能影響的研究工作。本文通過對比分析薄層砌筑砂漿和普通砌筑砂漿砌筑砌體的軸心抗壓強度、通縫抗剪強度、砌體破壞形態(tài)以及微觀作用機理，研究薄層砌筑砂漿對B04級蒸壓加氣混凝土砌體力學(xué)性能的影響，為B04級蒸壓加氣混凝土砌塊的推廣應(yīng)用提供技術(shù)支撐。

1 試驗

1.1 原材料

（1）蒸壓加氣混凝土砌塊：長興產(chǎn)，強度等級A2.5，干密度等級B04，尺寸規(guī)格為600 mm×250 mm×200 mm，基本性能見表1。

（2）砌筑砂漿：設(shè)計配制普通砂漿、薄層砂漿和保溫砂漿3種不同類型的砌筑砂漿，砂漿抗壓強度試驗分別采用鋼模底和蒸壓加氣混凝土砌塊底模2種方式成型，脫模后在標準條件下養(yǎng)護28 d，3種砌筑砂漿的物理力學(xué)性能見表2。

表1 蒸壓加氣混凝土砌塊的基本性能

表2 3種砌筑砂漿的物理力學(xué)性能

1.2 試驗方法

（1）蒸壓加氣混凝土砌塊性能依據(jù)GB/T 11969—2008《蒸壓加氣混凝土性能試驗方法》進行測試。

（2）砌筑砂漿性能依據(jù)JGJ/T 70—2009《建筑砂漿基本性能試驗方法》進行測試。

（3）砌體軸心抗壓強度和通縫抗剪強度依據(jù)JGJ/T 17—2008《蒸壓加氣混凝土建筑應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》進行測試。

（4）砌體試件處于室內(nèi)，由于試驗時間為冬季，溫度和濕度偏低，因此在前14d采取了升溫和加濕措施，使房間溫度不低于10℃、相對濕度不低于60%。余下齡期采取室內(nèi)自然養(yǎng)護。

2 結(jié)果與討論

2.1 砌體的軸心抗壓強度

分別采用普通砌筑砂漿和薄層砌筑砂漿砌筑，每組6片砌體試件，試件如圖1所示，砌體軸心抗壓強度試驗結(jié)果如圖2和表3所示。

圖1 砌體軸心抗壓強度試件

圖2 單個砌體的軸心抗壓強度

表3 砌體軸心抗壓強度測試結(jié)果

圖2及表3試驗結(jié)果表明：

（1）普通砌筑砂漿和薄層砌筑砂漿砌筑的B04級蒸壓加氣混凝土砌體軸心抗壓強度設(shè)計值均符合JGJ/T 17—2008中≥0.73MPa的要求。

（2）同種砂漿砌筑的6組砌體軸心抗壓強度標準差、變異系數(shù)相對較小，表明2種砌筑砂漿砌筑砌體抗壓性能較為穩(wěn)定。

（3）砌筑砂漿抗壓強度和砌體軸心抗壓強度無正相關(guān)關(guān)系，普通砌筑砂漿抗壓強度高，但其砌筑砌體的軸心抗壓強度低。薄層砌筑砌體與普通砂漿砌筑相比，軸心抗壓強度設(shè)計值提高了30%。

2.2 砌體的通縫抗剪強度

分別采用普通砌筑砂漿和薄層砌筑砂漿砌筑，每組6片砌體試件，試件如圖3所示，砌體通縫抗剪強度試驗結(jié)果如圖4和表4所示。

圖3 砌體通縫抗剪強度試件

圖4 單個砌體的通縫抗剪強度

表4 砌體的通縫抗剪強度測試結(jié)果

圖4及表4的試驗結(jié)果表明：

（1）薄層砌筑砂漿砌筑的B04級蒸壓加氣混凝土砌體通縫抗剪強度設(shè)計值符合JGJ/T 17—2008中≥0.05MPa的要求；普通砌筑砂漿砌筑的砌體通縫抗剪強度不符合JGJ/T 17—2008的要求。

（2）在同等砌筑和養(yǎng)護條件下，普通砌筑砂漿砌體通縫抗剪強度值異系數(shù)較大，薄層砌筑砂漿砌體通縫抗剪強度變異系數(shù)相對較小，表明薄層砌筑砂漿砌筑的同組砌體抗剪性能波動性更小。

（3）薄層砌筑砂漿砌體與普通砌筑砂漿砌體相比，可顯著提高B04級蒸壓加氣混凝土砌體的通縫抗剪強度。

2.3 砌體破壞形態(tài)分析

分析砌體通縫抗剪加載破壞過程，可將破壞形態(tài)分為2種主要類型：Ⅰ類破壞，主要發(fā)生在灰縫和砌塊的界面處，砌塊自身完好（如圖5所示）；Ⅱ類破壞，砌塊自身、灰縫和砌塊界面處均發(fā)生剪切破壞（如圖6所示）。

圖5 砌體通縫抗剪Ⅰ類破壞形態(tài)

圖6 砌體通縫抗剪Ⅱ類破壞形態(tài)

普通砌筑砂漿砌體主要發(fā)生Ⅰ類破壞，由于工作性、保水性能較差，其灰縫和砌塊界面為薄弱區(qū)，受剪切力時界面先分離，而砌塊自身無破壞；薄層砌筑砂漿砌體主要發(fā)生Ⅱ類破壞，由于保水率高，砂漿在界面處水化產(chǎn)物與砌塊緊密粘結(jié)，當砂漿與砌塊粘結(jié)力高于砌塊自身的抗剪切強度時，界面處砌塊表面剝離或砌塊自身發(fā)生剪切破壞。

2.4 砌體微觀界面分析

利用掃描電鏡對B04級蒸壓加氣混凝土、普通砌筑砂漿砌體界面、薄層砌筑砂漿砌體界面進行微觀分析，如圖7所示。

圖7 B04級蒸壓加氣混凝土、普通砌筑砂漿砌體界面、薄層砌筑砂漿砌體界面的SEM照片

由圖7可見，普通砌筑砂漿砌體界面處灰縫剝離后，可清晰觀察到蒸壓加氣混凝土的片狀結(jié)構(gòu)，僅少量位置有水泥漿體殘留；薄層砌筑砂漿砌體界面處可觀察到大量水泥水化產(chǎn)物附著在砌塊表面，與砌塊縫隙緊密結(jié)合。分析認為，由于普通砌筑砂漿保水性能差，水分子向砌塊內(nèi)部遷移，界面處砂漿中的其他組分滯留原位，水化嚴重不足，與砌塊表面粘結(jié)較弱，從而產(chǎn)生界面薄弱區(qū)，砌體整體性差，受到外力時，水泥漿體極易從砌塊表面整體剝離，因而降低了砌體的抗壓和抗剪切強度；而薄層砌筑砂漿保水性好，水分子和砂漿其它組分形成均勻、穩(wěn)定的整體，在砌塊毛細孔應(yīng)力作用下，水泥漿體向砌塊內(nèi)部整體遷移，進而在砌塊孔隙內(nèi)形成水化產(chǎn)物，與砌塊緊密粘結(jié)，有效提升砌體的整體性，從而提高了砌體的抗壓和抗剪強度。

3 結(jié)論

（1）普通砌筑砂漿和薄層砌筑砂漿砌筑的B04級蒸壓加氣混凝土砌塊砌體軸心抗壓強度設(shè)計值均符合JGJ/T 17—2008的要求。與普通砌筑砂漿相比，薄層砌筑砂漿砌體軸心抗壓強度設(shè)計值提高30%。

（2）薄層砌筑砂漿砌筑的B04級蒸壓加氣混凝土砌體通縫抗剪強度設(shè)計值符合JGJ/T 17—2008的要求；普通砌筑砂漿砌筑的砌體通縫抗剪強度不符合JGJ/T 17—2008的要求。薄層砌筑砂漿顯著提高了砌體的通縫抗剪強度。

（3）普通砌筑砂漿砌體其灰縫和砌塊界面為薄弱區(qū)，受剪切力時界面先分離，而砌塊自身無破壞；薄層砌筑砂漿砌體由于保水率高，砂漿在界面處水化產(chǎn)物與砌塊緊密粘結(jié)，當砂漿與砌塊粘結(jié)力高于砌塊自身的抗剪切強度時，界面處砌塊表面剝離或砌塊自身發(fā)生剪切破壞。

（4）砂漿保水性能是影響砌體力學(xué)性能的重要因素。砌筑砂漿保水性能好，在砌塊毛細孔應(yīng)力作用下，水泥漿體向砌塊內(nèi)部整體遷移，進而在砌塊孔隙內(nèi)形成水化產(chǎn)物，與砌塊緊密粘結(jié)，有效提升砌體的整體性，從而提高砌體的抗壓和抗剪強度。

[1] 高連玉，趙成文.蒸壓加氣混凝土主要特點及其在節(jié)能墻體的工程應(yīng)用[C]//中國加氣混凝土協(xié)會.中國加氣混凝土協(xié)會第29次年會論文集.合肥，2010：5-29.

[2] 趙立群，樊鈞，陳寧.薄層砂漿在蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊中應(yīng)用[C]//中國建筑業(yè)協(xié)會材料分會預(yù)拌砂漿推廣委員會.2009預(yù)拌砂漿發(fā)展論壇論文集.北京，2009：21-24.

[3] 趙立群，陳寧.蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊墻體自保溫系統(tǒng)的內(nèi)部冷凝問題研究[J].建筑砌塊與砌塊建筑，2010（6）：46-51.

[4] 趙成文，劉雅楠，周培厚，等.不同砌筑方式蒸壓加氣混凝土砌塊砌體抗壓強度研究[J].新型建筑材料，2010，37（1）：28-31.

[5] 肖力光，閆迪，榮華.北方寒冷地區(qū)蒸壓加氣混凝土砌塊專用保溫砌筑砂漿的研究[J].新型建筑材料，2010，37（6）：27-30.