含水率对沙漠砂蒸压加气混凝土砌块力学性能的影响

【编者注：砌块中水分或含水率对强度的影响，目前存在各种不同的说法，本文只是其中的一种。希望大家提供不同的测试数据，以便更好地归纳和总结。】

含水率对沙漠砂蒸压加气混凝土砌块力学性能的影响
李煜航 廖 欢 王玉山 徐 晟

（石河子大学水利建筑工程学院）

新疆拥有塔克拉玛干沙漠和古尔班通古特沙漠两大沙漠，在温带大陆性气候的影响下，沙漠不断侵蚀珍贵的土地资源，严重影响自然生态环境，对城镇的发展及居民的生活造成了严重影响。虽然沙漠化治理在新疆已初见成效，但如何合理利用沙漠资源，仍是一个亟待解决的课题。、、《民用建筑节能条例》等政策法规，为全面开展“节能减排”工作指明了方向。在国家倡导“节能减排”的大背景下，建筑行业是“节能减排”重点，这也为新型建筑材料的发展和应用迎来了前所未有的机遇。沙漠砂是新疆分布最广泛的优势资源，将其做为建筑原材料的替代品应用于建筑工程中，是新疆新型建材发展的方向，也是新疆建筑行业“节能减排”的关键。
  建筑材料当中，蒸压加气混凝土砌块属于重要的墙体材料之一。目前我国所做的研究主要集中在粉煤灰和矿渣砂加气混凝土砌块，而对沙漠砂蒸压加气混凝土砌块的研究较少。对沙漠砂样品与粉煤灰样品进行材性分析，发现沙漠砂与粉煤灰的主要组成成分基本相同，仅含量存在差异，见表 1，沙漠砂替代粉煤灰应用于蒸压加气混凝土砌块，在理论上存在极强的可行性。

但由于两种材料物理性能和成分含量的差异，对砌块的力学性能和制备工艺的影响也必将是不同的，因此有必要进一步的开展研究工作。以沙漠砂蒸压加气混凝土砌块为试验研究对象，对其在不同含水率下抗压强度进行试验，分析探讨含水率对沙漠砂蒸压加气混凝土砌块抗压强度的关系，并建立含水率与抗压强度之间的关系模型。 

1 试验方案设计
  试验中的试样选用第五师天福源新型建材有限公司产出的沙漠砂蒸压加气混凝土砌块。 

1.1 试件制备
试件尺寸为边长 100mm 的正立方体，共需 6 组，每组 3 块。试件选择制品发气方向的中心部分，避开裂缝或明显缺陷部位，并按照图 1 所示位置锯取。

试件的表面应平整，试件尺寸偏差控制在 2mm 范围内，标明试件编号及锯取部位和发气方向。
  1.2 试验步骤
  首先，检查试件外观存在的缺陷，并记录试件的尺 寸及重量，根据实际尺寸计算试块的实际受压面积以及总体积，并记录；其次，将一组试件放入温度为 (65±5)℃的电热鼓风干燥箱中 , 持续干燥 24h，然后调节干燥箱内温度至 (105±5)℃，每间隔 2h，对试块进行称量，并记录，直至 2 次称量之差不超过后一次称量的 0.2%，判定该状态下的试块为绝干状态。最后将试块在干燥箱内冷却至与室温之差不超过 20℃后取出，测其绝干状态下的质量（精确到 0.005kg）和抗压强度；将剩余各组试件放入水池中（水温为 15-25℃）连续浸泡 72 小时，使砌块充分吸水达到饱和状态后（浸泡时，水面应高出试件上表面3Omm），取出一组试块擦拭干净，称重并测定其抗压强度。再将其余组试件放入干燥箱中保持 65±5℃恒温，待试件达到一定的含水率时取出称重并测定其抗压强度。
  2 试验结果及分析
  2.1 含水率对抗压强度的影响
  试件在不同含水率状态下的抗压强度见表 2。
 

由表 2 可知，随着沙漠砂蒸压加气混凝土砌块含水率的上升，其抗压强度出现明显的下降。当砌块的含水率在较低的状态下，砌块的抗压强度降速较快，这主要是由于随着水分的侵入，材料内部的毛细孔减弱了材料内部质点的联结，使强度降低。伴随着含水率的升高，砌块抗压强度的下降速度也趋于平缓，当砌块含水率大于 35% 时，砌块抗压强度数值基本保持不变。
  2.2 含水率与抗压强度模型的建立
  根据试验所得数据，利用 Excel 软件对试验数据进行回归分析，最终得出抗压强度与含水率的关系式为：

此关系式与试验数据拟合较好，充分证明沙漠砂蒸压加气混凝土砌块的抗压强度与含水率之间存在密切的联系，拟合曲线见图 2。

3 结 语

  通过试验研究建立沙漠砂蒸压加气混凝土砌块抗压强度与含水率的关系模型，其现实意义在于，同等条件下通过简单测试试样的含水率，运用关系式可直接计算砌块的抗压强度。本次针对沙漠砂蒸压加气混凝土砌块的试验研究，内容较粗浅，但它标志的针对沙漠砂综合利用研究的开始。后续将对沙漠砂新型建筑材料进行持续、深入的研究，为沙漠砂新型建筑材料的推广和应用奠定坚实的理论基础。