混凝土多孔砖墙体收缩性能的试验研究

通过对混凝土多孔砖与不同强度等级的混合砂浆试块连续60d干燥收缩变形的试验研究。阐述了环境相对湿度及龄期对混凝土多孔砖与混合砂浆试块收缩变形的影响，研究结果可为我国新型墙材在工程中的应用提供参考依据。


0 引言
近年来我国不断进行“禁实”、“禁粘”工作，混凝土多孔砖是一种具有节能、节地、利废等优点的新型墙材制品，现在使已得到普遍应用。但是，我们从那些已完成的混凝土多孔砖的建筑工程上看，有的墙体发现裂缝，对混凝土墙材制品的推广起到了负面效应，成为大家关注的焦点，也成了工程界迫切需要解决的问题之一。
造成墙体开裂的因素有不少，在材料收缩上，主要有砌块自身的收缩和砌筑砂浆的收缩。本文分析了龄期、环境温度及相对湿度对混凝土多孔砖和混合砂浆试块收缩变形的影响，以期对实际工程中控制墙体裂缝问题提供一定的参考依据。
1 收缩试验内容
1.1 试验原材料
混凝土多孔砖，采用郑州亚西新型建材有限公司制备的同一批刚出模的砖，规格是240mm×115mm×90mm，我们通过测定得到的结果是：28d的抗压强度是10mpa，抗折强度是1.47mpa，出模时的相对含水率为42.1%。
试验所用干缩砂浆试件采用222mm×70.7mm×70.7 mm钢模成型。试验原料采用河南新乡中桥牌32.5级复合硅酸盐水泥，用砂为中砂，细度模数2.6。按文献[1]进行混合砂浆的制作，配合比设计如表1所示。
1.2 试验方案
本试验设计的主要变化参数有三个：环境温度、相对湿度和龄期。
环境条件：试块所处的标准养护环境：温度为20±3℃，相对湿度大于90%。
试块所处的自然养护环境：把它放在平滑玻璃板上，以便它能自由收缩变形。
实验过程中，每天都把自然环境的温度及相对湿度写下来，以此来考察试块收缩变形是如何受周围环境温湿度影响的。试验方案详见表2、表3。
本试验所用的量测仪器为成都成量的外径千分尺，取每组3个试件平均值作为所测收缩的标准值，其精度为0.001mm[2]。
1.3 试验结果及分析
1.3.1 龄期的影响
图1、图2、图3分别向我们展示了标准养护环境和自然养护环境下试块60d的收缩率，从中可以得到结论：混凝土多孔砖最初试块收缩速度比较快，到11d左右渐趋稳定，不同强度等级的混合砂浆试块在前28d龄期内，收缩率随龄期大致呈线性增长，之后渐趋稳定。
由于在工程中混凝土多孔砖上墙后，吸收砂浆中的水分，其内部含水率介于出模时含水率与饱和含水率之间。由文献[3]可知，经过二次膨胀的混凝土多孔砖的干缩率为饱和含水率混凝土多孔砖干缩率的0.58倍。因此，我们得出混凝土多孔砖与m9.5和m12.3混合砂浆的收缩率，如表4所示。
从试验数据中，我们可以看出：在同种养护环境条件下，混合砂浆收缩率要是混凝土多孔砖的6-7倍，而且混合砂浆收缩稳定期较长。
1.3.2 温度和相对湿度的影响
根据图1和图3，我们得出结论：对混凝土多孔砖和砂浆试块的收缩影响相对较大的因素是环境温度和相对湿度：收缩程度随着温度的升高而变大；随着相对湿度的增大而变小。例如s1的环境中，温度是20±3℃，相对湿度大于90%，其60d收缩率为0.096mm/m；n1的环境中的平均温度为18.6℃，平均相对湿度为37.9%，其收缩率为0.340mm/m。
1.3.3 初始含水率的影响
依据图2，我们发现初始含水率也关系到混凝土多孔砖的收缩：初始含水率越高，其内部水化反应越充分，水分蒸发越多。混凝土多孔砖的收缩率越大。因此，对混凝土多孔砖上墙含水率的严格把关，对避免墙体开裂变形非常有利。
2 墙体收缩收缩裂缝产生机理
如表4所示，混合砂浆收缩率要是混凝土多孔砖的6-7倍，而且混合砂浆收缩稳定期较长。由于砂浆收缩较大，其收缩受到砌块的约束并且引起砂浆内部拉应力，反之，砂浆对砌块产生了反向的压应力，若此拉应力比砌块间的的粘结强度大，裂缝就出现在灰缝处；若砌块间的砂浆粘结强度比砌块抗拉强度强，砌块裂开的可能性就比较大。收缩裂缝不是结构裂缝，但它们破坏了墙体外观。
3 结语
①本文主要研究了龄期、环境温度及相对湿度对混凝土多孔砖和不同强度等级混合砂浆试块收缩的影响规律。
②混凝土多孔砖收缩稳定需11d左右，而混合砂浆试块收缩稳定需28d左右，之后收缩渐趋平衡。
③混合砂浆收缩率要是混凝土多孔砖的6-7倍，由于砂浆收缩较大，其收缩受到砌块的约束并且引起拉应力，若此拉应力比砌块间的的粘结强度大，裂缝就出现在灰缝处；若砌块间的砂浆粘结强度比砌块抗拉强度强，砌块裂开的可能性就比较大。