含水率對(duì)粉煤灰蒸壓加氣混凝土性能的影響

濕式壓裂混凝土是我國(guó)廣泛使用和開發(fā)的一種輕、多功能、環(huán)保的建筑材料。它具有輕重、保溫、隔熱、吸聲、隔聲、抗疲勞、施工簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。這是一種新型的土工材料，具有節(jié)約土、浪費(fèi)和節(jié)能。研究發(fā)現(xiàn)含水率對(duì)蒸壓加氣混凝土材料的強(qiáng)度影響較大,因此多數(shù)加氣混凝土的應(yīng)用技術(shù)規(guī)程都對(duì)加氣混凝土的上墻含水率作了規(guī)定,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《加氣混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法》(GB/T11971-1997)也對(duì)加氣混凝土試驗(yàn)含水率作了規(guī)定。本文研究了含水率對(duì)粉煤灰蒸壓加氣混凝土抗壓強(qiáng)度和劈裂抗拉強(qiáng)度的關(guān)系,并通過(guò)回歸分析建立了含水率與抗壓強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度之間的關(guān)系模型,同時(shí)對(duì)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的一些規(guī)定進(jìn)行了探討。1料漿和砂漿添加量原材料包括:福建三德水泥廠三德牌PO42.5R型水泥;石灰:消化時(shí)間9.5min,消化溫度63℃,有效CaO含量62%;粉煤灰料漿:含固量52.7%,比重1.40,SiO2含量45%,4900孔篩余為19%;砂漿:含固量64.7%,比重1.68,SiO2含量83%,4900孔篩余為28%;鋁粉為工業(yè)化學(xué)試劑;石膏,磨細(xì)備用;外加劑。試驗(yàn)所用的粉煤灰蒸壓加氣混凝土砌塊在常青樹建材(福建)開發(fā)有限公司的生產(chǎn)線上生產(chǎn),砌塊的質(zhì)量經(jīng)出廠檢驗(yàn)滿足標(biāo)準(zhǔn)《蒸壓加氣混凝土砌塊》(GB11968-2006)的要求。2結(jié)果與討論2.1含水率對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響試驗(yàn)依據(jù)《加氣混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法》(GB/T11971-1997)進(jìn)行,將試件進(jìn)行吸水處理,在(60±5)℃條件下,通過(guò)時(shí)間控制烘至所要求的不同含水率,對(duì)不同含水率的試件進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn),所得試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。由表1可知,含水率對(duì)粉煤灰蒸壓加氣混凝土的抗壓強(qiáng)度有顯著影響,絕干狀態(tài)時(shí)抗壓強(qiáng)度最高,隨著含水率的增加,其抗壓強(qiáng)度不斷降低,而且在含水率較低的情況下,強(qiáng)度下降速度快。這主要是由于隨著水分的侵入,材料內(nèi)部的毛細(xì)孔減弱了材料內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)的聯(lián)結(jié),使強(qiáng)度降低。從表中數(shù)據(jù)可以看出,加氣混凝土砌塊含水率小于10%時(shí),抗壓強(qiáng)度隨著含水率的增大而急劇降低,含水率從10%增加到40%時(shí),抗壓強(qiáng)度隨著含水率的增大而降低的趨勢(shì)有所減小,含水率超過(guò)40%至飽水狀態(tài)時(shí),強(qiáng)度下降的趨勢(shì)趨于平緩,見(jiàn)圖1。采用Origin軟件對(duì)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析,得出含水率與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系式為:式中fy-抗壓強(qiáng)度,MPa;w-含水率,%?；貧w方程(1)與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好,說(shuō)明抗壓強(qiáng)度與吸水率具有很好的相關(guān)性,擬合曲線見(jiàn)圖1。上述回歸所得的含水率與抗壓強(qiáng)度關(guān)系模型的意義在于:對(duì)于給定強(qiáng)度等級(jí)的加氣混凝土砌塊可以探討通過(guò)簡(jiǎn)單測(cè)試試樣的含水率采用式(1)直接計(jì)算其抗壓強(qiáng)度的可行性,這對(duì)于砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和砌體的裂縫控制具有指導(dǎo)意義。2.2平均含水率對(duì)重點(diǎn)施用水率的影響試驗(yàn)依據(jù)《加氣混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法》(GB/T11971-1997)進(jìn)行,將試件進(jìn)行吸水處理,通過(guò)時(shí)間控制至所要求的不同含水率,對(duì)不同含水率的試件進(jìn)行劈裂抗拉強(qiáng)度試驗(yàn),所得試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。從表2可知,含水率對(duì)加氣混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度的影響與對(duì)立方體抗壓強(qiáng)度的影響相似,加氣混凝土砌塊含水率小于10%時(shí),劈拉強(qiáng)度隨著含水率的增大而急劇降低,含水率從10%增加到40%時(shí),劈拉強(qiáng)度隨著含水率的增大而降低的趨勢(shì)有所減小,含水率超過(guò)40%至飽水狀態(tài)時(shí),強(qiáng)度下降的趨勢(shì)趨于平緩。通過(guò)對(duì)上述試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析,得出加氣混凝土含水率與劈裂抗拉強(qiáng)變的關(guān)系式:式中fL-劈裂抗拉強(qiáng)度,MPa;w-含水率,%。回歸方程(2)與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好,說(shuō)明劈裂抗拉與吸水率也具有較好的相關(guān)性,擬合曲線見(jiàn)圖2。因此,在工程實(shí)際應(yīng)用中,同樣可以考慮通過(guò)測(cè)試制品的含水率,利用上述關(guān)系式直接推算出加氣混凝土的劈裂抗拉強(qiáng)度。3含水率對(duì)強(qiáng)度的影響在我國(guó),對(duì)加氣混凝土抗壓強(qiáng)度等級(jí)評(píng)定采用的是25%～45%含水率,這與實(shí)際墻體中含水狀況相差甚大,由此,有幾個(gè)問(wèn)題值得探討:(1)《加氣混凝土性能試驗(yàn)方法》(GB/T11971-1997)規(guī)定加氣混凝土制品抗壓強(qiáng)度應(yīng)在含水率25%～45%下進(jìn)行試驗(yàn)。因此,按基準(zhǔn)含水率的要求,許多在做抗壓強(qiáng)度之前必須對(duì)試件進(jìn)行吸水處理,即將抗壓試塊飽水6h,再在(60±5)℃下烘至所要求的含水率。通過(guò)烘干的方法控制含水率,將造成水分在砌塊中的分布不均勻,使得表層的含水率低,里層的含水率高。這種水分的不均勻分布將對(duì)試件的測(cè)試強(qiáng)度造成不利影響。另外,對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)將含水率控制在25%～45%文獻(xiàn)上比較一致的看法是在此范圍加氣混凝土的強(qiáng)度變化較小,但上述的試驗(yàn)結(jié)果卻表明在25%～45%的含水范圍內(nèi),加氣混凝土的強(qiáng)度也是變化的,含水控制范圍大,強(qiáng)度波動(dòng)也大。(2)從現(xiàn)場(chǎng)抽樣的加氣混凝土砌塊的含水率大部分在12%～18%之間,實(shí)際上含水率25%～45%是加氣混凝土的出釜含水率范圍,在此含水率下進(jìn)行強(qiáng)度測(cè)定對(duì)加氣混凝土生產(chǎn)控制是可行的,但作為設(shè)計(jì)取值或應(yīng)用控制則不太合適,因此一些國(guó)家和地區(qū)如德國(guó)、歐共體及英國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)測(cè)試含水率的要求定為(6±2)%,在此條件下所測(cè)得的抗壓強(qiáng)度值能夠較好地體現(xiàn)制品使用時(shí)的抗壓情況,因而對(duì)工程的設(shè)計(jì)具有較實(shí)際的參考價(jià)值。但是在此含水率范圍內(nèi)加氣混凝土的強(qiáng)度卻波動(dòng)太大,容易造成測(cè)試結(jié)果偏差較大?；谝陨戏治?我們建議取絕干狀態(tài)下的強(qiáng)度測(cè)試值作為強(qiáng)度取值,這樣試驗(yàn)偏差比較小且具有可比性,同時(shí)也簡(jiǎn)化了試驗(yàn)過(guò)程中飽水在控制含水率的繁瑣過(guò)程。4分析影響因素(1)粉煤灰蒸壓加氣混凝土的含水率對(duì)其力學(xué)性能有重要的影響,含水率對(duì)制品抗壓強(qiáng)度的影響同對(duì)