混凝土普通砖砌体受压性能试验研究

度平均值计算公式为：
ｆｍ＝ｋ１ｆ１（α １＋０．０７ｆ２）ｋ２
（２）
式中：ｆｍ———砌体抗压强度的平均值，ＭＰａ；
ｆ１、ｆ２— ——分别为块体、砂浆的抗压强度平均值，ＭＰａ；
ｋ１、α———与块体类别及砌体类别有关的参数，对于烧
结普通砖 ｋ１＝０．７８、α＝０．５；对于混凝土砌块 ｋ１＝０．４６、α＝０．９； ｋ２———砂浆强度影响的修正系数，ｋ２＝１［５－ ７］。
每组 ９ 个试件，分别采用 Ｍ５、Ｍ７．５、Ｍ１０ 混合砂浆砌筑，砂浆 用砂为中砂。试件的截面公称尺寸为 ２４０ ｍｍ×３７０ ｍｍ（即一 砖×一砖半），高度为 １２ 皮砖，加上、下各 １０ ｍｍ 厚的 １∶３ 水泥 砂浆抹面，总高度为 ７２０ ｍｍ，高厚比 ３．００［２］。具体砌筑方式见 图 １。抗压试验方案见表 １。
２ 受压承载力分析
看，试验结果数据有着较好的收敛性，试验所得的数据是可 靠的。
２．１ 砌体受压应力状态
２．３ 抗压强度取值
混凝土普通砖砌体受压过程中，荷载达到破坏荷载的
ＧＢ ５００３—２００１《砌体结构设计规范》中规定，砌体抗压强
８０％左右时，首先在宽侧面的单砖上出现个别细微的发丝裂 缝。而后，随着荷载增加，裂缝的延长和加宽起初并不明显， 当荷载加至破坏荷载的 ９０％左右时，裂缝的开展急剧加快， 同时可听到试件开裂的声音，最后裂缝贯通整个砌体试件，并 将试件劈裂成几个小立柱而使之丧失承载力，达到了极限破 坏状态。个别试件的表面或角处出现小部分鼓起或掉皮现象。 典型的破坏形态见图 ３。综合来看，试件表现出了较为明显的 脆性，尤其是在加载后期砌体终于被压碎或因丧失稳定而完
本试验用砖是委托鹤壁市某砖场生产的混凝土普通砖， 边长尺寸为 ２４０ ｍｍ×１１５ ｍｍ×５３ ｍｍ，经随机抽样后进行了砖
基金项目： 河南省新型墙体材料专项基金（豫建墙 ２００６－ ２９） 收稿日期： ２００７－ ０１－ ０９ 作者简介： 赵文兰，女，１９６８ 年生，河南宁陵人，讲师，博士研究生，主 要从事砌体结构方面的研究。
的强度等级测试，测得本批次砖块强度等级分别达 ＭＵ１０ 和 ＭＵ１５。通过对 １８ 个混凝土普通砖砌筑的试件的抗压试验，分 析了混凝土普通砖砌体的受压承载力特点及其变化规律，给 出了混凝土普通砖砌体抗压强度的建议公式和抗压强度设计 值的建议取值。
１ 试验研究
１．１ 试件的制作及养护 本抗压试验试件制作将 ＭＵ１０ 和 ＭＵ１５ 分为 Ａ、Ｂ ２ 组，
从表 ２ 可以看出，ＭＵ１０ 和 ＭＵ１５ 的混凝土普通砖采用 结果的离散性不大，安全储备较好，并可确保砌体在正常使用
Ｍ５ 砂浆砌筑的砌体抗压强度平均值分别为 ５．６７ ＭＰａ 和 ６．３０ 状态下不出现裂缝。建议把式（３）作为砌体抗压强度的计算公 ＭＰａ，采用 Ｍ７．５ 砂浆砌筑的砌体抗压强度分别为 ６．７１ ＭＰａ 式。
抗压强度／ＭＰａ
式（１） 计算值
式（２） 计算值
５．５１
６．２９
５．２３
６．２９
６．２８
６．２９
７．９７
７．０９
６．７８
７．０９
５．３９
７．０９
７．１４
７．８２
６．９６
７．８２
６．８３
７．８２
５．９２
７．２０
６．６２
７．２０
６．３４
７．２０
８．４４
８．１１
７．６３
８．１１
７．９７
８．１１
８．１３
８．９５
和 ８．０１ ＭＰａ，采用 Ｍ１０ 砂浆砌筑的砌体抗压强度分别为 ６．９８
根据规范规定，定义砌体的标准强度 ｆｋ 与平均强度 ｆｍ 之
ＭＰａ 和 ８．２７ ＭＰａ。结果表明，在采用相同砂浆的条件下，砌体 间的关系：
强度随着砖强度的增加而增加，而对于采用不同砂浆砌筑的 同一种砖砌体的强度见图 ４。
ｆｋ＝ｆ（ｍ １－ １．６４５δｆ） 由试验结果可知 δｆ＝０．０４，则：ｆｋ＝０．９３ｆｍ
Ｎ———试件的抗压破坏荷载，ｋＮ； Ａ———试件的截面面积，ｍｍ２。
（１）
按照式（１）对试验结果进行计算，得到试件的实测抗压强
度见表 ２。
表 ２ 试验构件参数表
试验编号
Ａ－ Ⅰ－ １ Ａ－ Ⅰ－ ２ Ａ－ Ⅰ－ ３ Ａ－ Ⅱ－ １ Ａ－ Ⅱ－ ２ Ａ－ Ⅱ－ ３ Ａ－ Ⅲ－ １ Ａ－ Ⅲ－ ２ Ａ－ Ⅲ－ ３ Ｂ－ Ⅰ－ １ Ｂ－ Ⅰ－ ２ Ｂ－ Ⅰ－ ３ Ｂ－ Ⅱ－ １ Ｂ－ Ⅱ－ ２ Ｂ－ Ⅱ－ ３ Ｂ－ Ⅲ－ １ Ｂ－ Ⅲ－ ３
ｆｍ＝０．４２ｆ１（α １＋０．０７ｆ２）ｋ２
（３）
由表 ２ 和表 ３ 中数据以及图 ５ 和图 ６ 可以知道，规范公
式的计算结果明显高于试验的实测结果，结构偏于不安全，并
图 ３ 试件典型破坏形态
且变异系数较大，显然不能适用于混凝土普通砖砌体。而式
２．２ 试验结果分析
（３）基本为试验结果的偏中下线，与试验结果符合较好。计算
１．１２
１．２３
０．９６
１．０５
０．７６
０．８３
０．９１
１．００
０．８９
０．９７
０．８７
０．９６
０．８２
０．９０
０．９２
１．０１
０．８８
０．９６
１．０４
１．１４
０．９４
１．０３
０．９８
１．０８
０．９１
１．００
０．９４
１．０３
ＮＥＷ ＢＵＩＬＤＩＮＧ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ ·１９·
赵文兰， 等： 混凝土普通砖砌体受压性能试验研究
全国中文核心期刊
新型建筑材料
混凝土普通砖砌体受压性能试验研究
赵文兰， 刘立新
（郑州大学土木工程学院，河南 郑州 ４５０００２）
摘要： 通过对混凝土普通砖砌体受压试验结果的对比和分析，讨论混凝土普通砖砌体在竖向压力作用下裂缝的发展特点和变
形规律；建立了混凝土普通砖砌体抗压强度的计算公式并提出抗压强度设计值的建议取值。试验研究结果表明，混凝土普通砖砌体
表 ３ 对比结果分析表
（４） （５）
Ｍ７．５
３
ＭＵ１５
Ｍ１０
３
２０００ ｔ 压力试验机。在试件两宽侧面上下、左右中心线各 １／４ 处和中间均贴了应变片，以得到纵横向的变形。窄面两侧加了 百分表，加载装置及测点布置见图 ２，图中表的位置可防止构 件破坏影响表的读数。试验采用物理对中，分级加载的方法。 每级的荷载，应为预估荷载值的 １０％，并在 １￣１．５ ｍｉｎ 内均匀 加完，恒载 １￣２ ｍｉｎ 后施加下一级荷载；加荷至预估破坏荷载 值的 ８０％后，应按原定加荷速度连续加荷，直至试件破坏。
截面尺寸 ／ｍｍ２
３６５×２３８ ３６８×２３８ ３６７×２３８ ３６４×２３９ ３６４×２３９ ３６３×２４０ ３６８×２３６ ３６７×２３９ ３６９×２３８ ３６３×２３７ ３６２×２３８ ３６０×２３９ ３６３×２４０ ３６２×２３９ ３６６×２４０ ３６９×２４０ ３６５×２３８
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试验参数 砖强度 ／ＭＰａ １３．１３ １３．１３ １３．１３ １３．１３ １３．１３ １３．１３ １３．１３ １３．１３ １３．１３ １５．２５ １５．２５ １５．２５ １５．２５ １５．２５ １５．２５ １５．２５ １５．２５
试件由 １ 名中级砌筑工人砌筑，所有砖块均在砌筑前洒了 水以保证其保水率。试件在自然条件下养护 ２８ ｄ，开始进行试 验。由于目前没有针对混凝土普通砖砌体试验的相关规范， 试验参照文献［１－ ４］的方法并进行了改进，试验的加载装置为
·１８· 新型建筑材料 ２００７．４
赵文兰， 等： 混凝土普通砖砌体受压性能试验研究
具有较高的受压承载力，在正常的使用状态下不会出现裂缝，可成为替代黏土砖的一种新型承重墙体材料。
关键词： 混凝土普通砖；砌体结构；新型墙体材料；抗压性能
中图分类号： ＴＵ５２２．１＋９
文献标识码： Ａ
文章编号： １００１－ ７０２Ｘ（ ２００７） ０４－ ００１８－ ０４
Ｅｘｐｅｒ ｉｍｅｎｔａｌ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｃｏｎｃｒ ｅｔｅ ｓｏｌｉｄ ｂｒ ｉｃｋ ｍａｓｏｎｒ ｙ ｕｎｄｅｒ ｃｏｍｐｒ ｅｓｓｉｏｎ ＺＨＡＯ Ｗｅｎｌａｎ，ＬＩＵ Ｌｉｘｉｎ
图 ２ 试验装置
１．２ 试验结果
表 ２ 列出了试验构件的极限荷载、抗压强度及试验参数。
为便于对数据进行对比和分析，我们对各组试件的砌筑砂浆
强度进行了测试，得到各组砂浆实测抗压强度平均值分别为
４．９７ ＭＰａ、７．４２ ＭＰａ 和 ９．６４ ＭＰａ。 试验中各试件实际抗压强度由式（１）求得［１］：
ｆｃ，ｍ＝Ｎ／Ａ 式中：ｆｃ，ｍ———试件抗压强度，ＭＰａ；
图 １ 试件侧面及横截面
表 １ 混凝土普通砖砌体的抗压试验方案
试件编号 Ａ－ Ⅰ－ １～３ Ａ－ Ⅱ－ １～３ Ａ－ Ⅲ－ １～３ Ｂ－ Ⅰ－ １～３ Ｂ－ Ⅱ－ １～３ Ｂ－ Ⅲ－ １～３
设计砖强度等级 设计砂浆强度等级 试件数量
ＭＵ１０
Ｍ５
３
ＭＵ１０
Ｍ７．５
３
ＭＵ１０
Ｍ１０
３
ＭＵ１５
Ｍ５
３
ＭＵ１５
（Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｚｈｅｎｇ ｚｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ ４５０００２，Ｈｅｎａｎ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｃｏｎｔｒａｓｔ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｏｌｉｄ ｂｒｉｃｋ ｍａｓｏｎｒｙ ｕｎｄｅｒ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ， ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｆｅａｔｕｒｅ ｏｆ ｃｒａｃｋｓ ａｎｄ ｔｒａｎｓｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｌａｗ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｏｌｉｄ ｂｒｉｃｋ ｍａｓｏｎｒｙ ｕｎｄｅｒ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ． Ｔｈｅ ｆｏｒ－ ｍｕｌａ ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｏｌｉｄ ｂｒｉｃｋ ｍａｓｏｎｒｙ ｉｓ ｇｉｖｅｎ， ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｓｕｃｈ ｍａｓｏｎｒｙ ｍｅｍｂｅｒ ｉｓ ｓｕｇｇｅｓｔｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｏｆ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｔｕｄｙ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｏｌｉｄ ｂｒｉｃｋ ｍａｓｏｎｒｙ ｈａｓ ｈｉｇｈｅｒ ｃｏｍｐｒｅｓ－ ｓｉｏｎ ｂｅａｒｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ ａｎｄ ｃｒａｃｋ ｗｉｌｌ ｎｏｔ ａｃｃｒｕｅ ｕｎｄｅｒ ｎｏｒｍａｌ ｓｅｒｖｉｃｅ ｌｏａｄ ｓｏ ｉｔ ｃａｎ ｂｅ ａ ｎｅｗ ｂｅａｒｉｎｇ ｗａｌｌ ｍａｔｅｒｉａｌ ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅ ｆｏｒ ｃｌａｙ ｂｒｉｃｋ． Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｏｌｉｄ ｂｒｉｃｋ；ｍａｓｏｎｒｙ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｎｅｗ ｗａｌｌ ｍａｔｅｒｉａｌ；ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ
砂浆强度 ／ＭＰａ ４．９７ ４．９７ ４．９７ ７．４２ ７．４２ ７．４２ ９．６４ ９．６４ ９．６４ ４．９７ ４．９７ ４．９７ ７．４２ ７．４２ ７．４２ ９．６４ ９．６４
试验结果 破坏荷载
／ｋＮ ４７９ ４５８ ５４９ ６９３ ５９０ ４７０ ６２０ ６１０ ６００ ５１０ ５７０ ５４５ ７３５ ６６０ ７００ ７２０ ７３０
式（２）主要适用于烧结普通砖和混凝土砌块等，而本次试
全破坏。
验采用振动成型、一般养护的混凝土普通砖，实测的砌体强度
略低于式（２）混凝土砌块的计算结果，但高于式（２）烧结普通 砖的计算结果。针对本次试验，对于混凝土普通砖砌体，根据
试验数据进行回归，得出 ｋ１＝０．４２、α＝０．９，因此将式（２）修改
为：
８．４１
８．９５
式（３） 计算值
５．７５ ５．７５ ５．７５ ６．４７ ６．４７ ６．４７ ７．１４ ７．１４ ７．１４ ６．５７ ６．５７ ６．５７ ７．４１ ７．４１ ７．４１ ８．１７ ８．１７
计算结果比较
试验值／式（２） 试验值／式（３）
计算值
计算值
０．８８
０．９６
０．８３
０．９１
１．００
１．０９
０前言
随着我国墙体材料改革的深入及禁止生产黏土普通砖政 策的不断落实，墙体材料的生产发生了较大变化，像混凝土普 通砖、烧结空心砖、轻集料混凝土小型空心砌块等一批轻质、 高孔洞率、高强度墙体材料发展速度较快。混凝土普通砖是 以水泥和普通集料或轻集料为主要原料，经原料制备、加压或 振动加压、养护而制成的，其规格与黏土实心砖相同。用于工 业与民用建筑基础和承重墙体的混凝土普通砖，作为一种新 的墙体材料，有必要对其砌体的力学性能进行探讨。