混凝土砌块和砖试验方法.doc

建筑砌块与砌块建筑建筑砌块与2014/1砌块建筑GB/T4111-2013混凝土砌块和砖试验方法标准（以下简称：13版标准）在2013年年终获正式颁布，并将于2014年9月1日实施，替代GB/T4111-1997混凝土小型空心砌块试验方法标准（以后简称：97版标准）。该标准的本次修订，内容变化较大。为使我国从事混凝土砌块（砖）生产、应用、产品检测的广大工程技术人员，能够正确地理解和执行好13版标准。作为该标准的主要起草人，本文就13版标准与97版标准相比，在条文内容上变化较大、新增内容较多等，对13版标准的主要条文做一些解释和说明。1标准修订目的和适用范围1.1修订97版标准的目的自97版标准颁布实施以来，基本上被混凝土砌块（砖）及其它一些非烧结类墙体材料块材类产品标准普遍引用，为我国新型墙材产品生产应用、提高产品质量，起到了重要作用。但是，近年来我国混凝土砌块（砖）行业发展迅猛，产品规格和品种增加很快，已不仅仅是390mm190mm190mm一种混凝土小型空心标准砌块了。混凝土多孔砖和空心砖、混凝土实心砖，以及市政、水利和交通领域使用的混凝土护坡砌块和挡墙砌块，等等，生产总量和工程应用量增长很快。实践证明，97版标准内容已无法满足我国混凝土砌块（砖）行业发展的需要，标准内容需重新进行修订和完善。97版标准在使用实践中也发现存在一些问题。例如，墙体用圈梁砌块、清扫孔块等不规则墙用砌块，无法进行抗压强度等指标的检测；砌块的抗渗性检验方法，仅适用于是标准块型一种规格，可操作性差；干燥收缩、碳化系数；检测方法的操作步骤，描述过于简单，人为因素对试验检测结果影响偏大。在97版标准修订起草小组成员第一次工作会议上，确定了本次GB/T4111标准修订的两个基本点：扩大标准的适用范围。通过增加内容和修改现有内容，使试验方法标准基本上能适用于所有墙用混凝土砌块（砖）类产品，并兼顾混凝土护坡砌块和挡墙砌块的性能检测；解决97版标准中存在的其它问题，主要是细化和规范试验方法的操作步骤，修改一些性能的检测方法。1.213版标准的适用范围首先，13版标准修改了GB/T4111标准的名称。GB/T4111-2013混凝土砌块和砖试验方法的名称，使用者可直观地认识到：该标准不仅仅适用于混凝土小型空心砌块，而是也适用于以混凝土为基材的砌块和砖等其它块材类产品。需在此强调，这里的“砌块”是一个广义的含义，不再是过去人们脑海中建筑物墙体用混凝土小型空心砌块的单一概念了。在13版标准的“1.范围”章中，直接写明“本标准适用于建筑工程用的混凝土小型空心砌块、混凝土实心砌块和混凝土多孔（空心）砖（以下统称块材）；水利、交通、市政等构筑物用混凝土砌块（砖）可参照执行。”，意思非常明确，但在这里仍需说明两点：未将混凝土实心砖列入，主要考虑到对于混凝土实心标砖、K56型实心砖，13版标准的强度试验解读混凝土砌块和砖试验方法GB/T4111-2013标准陈胜强1、4杜建东2陈红军1华勇3(1.河南建筑材料科学研究设计院有限责任公司河南郑州450002;2.中国建筑砌块协会;3.上海苏科建筑技术发展有限公司；4.河南省科学院质量检验与分析测试研究中心)【摘要】结合GB/T4111-2013混凝土砌块和砖试验方法标准颁布,考虑到广大读者无法查阅“标准编制说明”，为能准确地贯彻GB/T4111-2013标准，本文从执笔起草者角度,对GB/T4111-2013标准有关新增内容、修改较大的条文，给出相关解释和说明。【关键词】混凝土砌块；混凝土砖；试验方法；标准;条文解释;抗压强度;抗渗性能【中图分类号】TU522.3;TU528.07【文献标识码】C【文章编号】1003-5274（2014）01-0030-05方法并不适用;但混凝土实心砖的其它性能指标检测，13版标准是适用的。另外，最近在上海市接触到一种240mm115mm90mm规格的混凝土实心砖K1型空心砖外形尺寸的实心砖，该产品的强度性能检测就应该依据13版标准，采用单块抹面找平后做抗压强度检测为宜，而不应采用GB/T2524砌墙砖试验方法标准的抗压强度检测方法。将水利等领域用混凝土砌块规定为“可参照执行”，主要考虑到这些应用领域的块型形状、规格尺寸繁多,对砌块性能指标要求有些与墙用砌块存在差异。例如，我国水利领域对混凝土制品的抗冻性指标，一般用弹性模量损失率来表述。因此，可能13版标准仍无法完全解决水利、市政、交通等领域用混凝土砌块类产品的性能检测问题，选择用“参照”两字比较稳妥。建议会后由相关产品标准起草人去考虑某项性能的检测方法，是否可用13版标准来解决。2增加“术语定义”的必要性与97版标准相比，13版标准增加了“术语和定义”一章，除明确引用GB/T18968墙体材料术语外，还专门增设三条术语定义。主要现行GB/T18968标准中没有予以定义，但又需在13版标准中必须出现的名词术语。通过“主块型砌块：外形为直角六面体，长度尺寸为400mm减砌筑时竖向灰缝厚度，砌块高度尺寸为200mm减砌筑时水平方向灰缝厚度，条面封闭完好的砌块。”的定义，以及对“辅助砌块”、“异形砌块”的定义，实际上为13版标准解决这些不同块型块材的性能检测问题，创造了条件。需强调：“主块型砌块”和“辅助砌块”是专指在建筑物砌体上使用的砌块。在13版标准中,“主块型砌块”与“块材”的含义是完全不相同的。某些性能指标的试验方法，仅对主块型砌块适用。13版标准中的“块材”的含义，通常指所有各种规格的块材，既包括墙用混凝土砌块和砖，也包括水利和交通领域构筑物用的混凝土砌块。97版标准未解块辅助砌块的抗压强度值检测等问题。而在13版标准中，给出了一种可用于辅助砌块的抗压强度值检测方法，附录B。在此需补充说明：13版标准中对“主块型砌块”的定义，并不完全科学、正确。将“砌块高度尺寸为200mm减砌筑时水平方向灰缝厚度”修改为“砌块高度尺寸为200mm（或100mm）减砌筑时水平方向灰缝厚度”更为妥当。313版标准的试验方法在97版标准的基础上，13版标准对试验方法内容进行了全面疏理和修订，几乎每项性能的试验方法条文都有改动。在阅读、理解、执行13版标准时，一定要注意条文中“试件”和“试样”含义上的区别，试件试样。“试样”指从受检同一批次产品（块材）中所抽取的块材样品；“试件”指进行某项性能试验检测时，所使用可能经过制作、加工过的试块，其外形尺寸和规格必须符合标准对试件的要求。3.1尺寸偏差与外观质量13版标准对“尺寸偏差”测量方法进行了修订，增加了辅助砌块、异形砌块的外形尺寸测量方法的描述，弥补了97版标准在测量除主块型砌块外的块型时，所存在的缺陷。13版标准规定“异形砌块”在块型非对称时，“需草绘或拍下测量位置的照（图）片”，这点非常重要，应引起注意。检测人员不能图省事，而忽略此项步骤，并应在检测报告上有所记录。3.2抗压强度13版标准与97版标准相比，这部分内容变化最大，几乎为完全重新起草。它由正文条款和两个规范性附录（附录A、附录B）组成。在此将附录A和附录B内容一并加以解释和说明。3.2.1正文条文1）实际上可以归纳成二句话:混凝土砌块或混凝土砖类产品，进行抗压强度检测时,首先应根据其块型特征(形状、尺寸大小等)，选择不同的试件制作步骤和检测方法；块型不同或规格尺寸的变化，都有可能会引起抗压强度值检测方法的改变。2）建筑墙体用的主块型砌块、砖，以及辅助砌块中的半块，均应按附录A进行抗压强度检测；七分头砌块等可以切割出半块砌块（带孔洞的、完整直角六面体），也应先切割出半块，再依据附录A进行检测。3）关于“附录B”，正文条款专门写了两条：“5.2.1标识某一块型辅助砌块的抗压强度值时，应将相同配合比和生产工艺、养护龄期相差不超过48h的辅助砌块与主块型砌块，分别同时按附录B进行试验得到取芯试件的强度平均值。”，实际就是针对一些墙体砌块（砖）中的一些异形砌块如圈梁块、清扫孔块。5.3条内容，就是考虑到水工护坡砌块、异形挡墙砌块的块型特殊性，故直接写明其抗压强度检测“宜按附录B进行”。目的是纠正目前很多企业、检测机构在检测此类砌块强度时，绝大多数盲目套用97版标准。实际上，很多水工砌块、异形挡墙砌块的块型，若按13版标准进行整块抗压强度检测，将超出试验机的量程。3.2.2关于附录A的解释13版标准附录A块材标准抗压强度试验与97版标准的抗压强度试验方法相比，在检测过程细节要求方面有很大差别。建议应先对检测人员进行必要的贯标培训，弄清楚每一条款内容的具体念义，规范检测操作步骤。不能再按老习惯进行强度检测了。附录A对混凝土小型空心砌块、混凝土多孔（空心）砖类产品，均适用。其它关键性内容有:对试验用仪器设备和材料、试件制作、试验操作步骤等，均做了具体规定。与此97版标准相比，特别增加了：在“找平（粘结）材料”中引入了快硬水泥、高强石膏粉，使强度检测的试验周期，由过去至少3天缩短到几个小时内。当用高强石膏粉作找平（粘结）材料，对其性能还提出具体要求。强调试件制定过程中的承压面找平和垂直要求，并给出具体操作步骤。引入试件高宽比H/B不小于0.6限值的概念，即:块材抗压强度试件的高宽比不能小于0.6。当小于0.6时,需采用叠块粘结的试件，试件制作时需先将两块产品粘结，再找平抹面处理。举一个实际案例，在检测390mm190mm90(95)mm混凝土小型空心砌块（俗称：半高砌块）时，若按97版标准做抗压强度检测，一般都机械地采用单块砌块制作试件，测试结果要比同孔形规格的390mm190mm190mm标准砌块高出5MPa以上，显然试验检测方法不合理。依据13版标准的附录A对390mm190mm90(95)mm砌块进行抗压强度检测，需将两块产品先叠合粘结在一起后，再制作成抗压强度试件。应将试件中“用直角靠尺使坐浆后的承压面至少与两个相邻侧面成90垂直关系”的承压面，与压力试验机的非铰支座接触，以保证试件尽量接近纯受压破坏状态。读者可参阅参考文献3,以理解这项要求的理由。3.2.3关于“附录B”的解释13版标准附录B“块材抗压强度试验方法（取芯法）”完全是新增加的内容，以解决无法用附录A进行抗压强度检测的各种规格异形砌块的抗压强度检测问题。实际上，“附录B”内容参照了我国建筑、交通行业有关混凝土钻芯取样试验方法相关标准后起草。在执行“附录B”时，首先需弄清楚需检测块材的实际应用领域。对于在建筑墙体使用的异形混凝土砌块，用“附录B”试验方法得到的检测值，并不是该砌块的抗压强度标识值，而应依据13版标准“5.2”条文的规定，找到对应“主块型砌块”按“附录A”检测到的抗压强度值来进行标识。对于在水利、市政、交通等领域使用的混凝土砌块，若采用“附录B”试验方法进行抗压强度检测，则可以用检测值直接标识其强度等级。实际上检测得到值，高度近似于混凝土立方体试块的强度值。3.3抗折强度与97版标准相比修订内容并不多，主是更加详细地描述了对试验检测过程的要求。对“抗折强度试验方法示意图”的相关标识，做了更加明确的注解，纠正了97版标准中存在的笔误之处；并使它也能适用于混凝土多孔（空心）砖的检测。详细给出相关尺寸的测量方法；修改了加荷速度，使试验操作中能够满足要求。3.4块体密度和空心率与97版标准相比,实质性修订内容并不多。但13版标准更正了97版标准的一个重大笔误在计算试件空心率时，将“每个试件的体积V，精确至0.001m3”。在GB/T2542标准中，也存在同样的错误。这是一个典型微小失误带来严重后果的事例。在评定墙用块材的空心率时，有时某些块型的实际空心率与标识空心率严重失真。13版标准与97版标准在此部分内容的差别主要包括：提高了试验计算精度要求。计算墙用块材试件空心率时的体积精度为1mm3(110-9m3);重量计量精度为0.005kg,提高了10倍;将称量试件绝干质量时前后两次差值，由相差2%提高至0.2%。直接给出异形块指无法用长、宽、高计算出试件体积的块材的混凝土实际体积试验检测方法，以推算出这些异形块的混凝土密度值。在此需特别指出，13版标准并没有给出水工护坡砌块和干垒挡墙砌块等异形块材的块体密度试验检测方法。在制定相关产品标准时，若有需要，可引用混凝土的实际体积试验检测方法；当块材带有孔洞时，需用胶泥等材料填实后，再用悬浸法测量块材的体积。3.5含水率、吸水率和相对含水率13版标准主要是修改了试验步骤，把试件先泡水建筑砌块与砌块建筑2009/2建筑砌块与2014/1砌块建筑而后烘干。另外，对计量精度和计算结果精度要求进行调整。一是将称量精度提高到了0.005kg，考虑到目前试验室绝大多数都采用电子称，精度可以满足要求；二是将计算三块试件“含水率”和“吸水率”的平均值时，计算精度从0.1%改为1%,主要是考虑到检测本身准确性的原故。3.6干燥收缩值97版标准中的名称为“干燥收缩试验”，但计算时给出是“干燥收缩值”。因此13版标准将该条文名直接修订为“干燥收缩值”。13版标准中改变的主要内容包括:修正了97版标准中有关“测长头”图示的错误，即：孔不能是平底，而应是锥体底。这点很重要，否则每次测量时的“原点”可能不重叠，严重影响试验检测的精度，人为操作误差会远远大于实际的收缩变形量。给出两个测量长度，即砌块250mm、砖150mm，解决了97版标准的规定无法测量很多混凝土砖干燥收缩值的问题砖长度不足250mm。另外，还给出了测量标距安装误差的规定，0mm至-2mm，在标距固定位置钻孔时，如果不引入负误差，在用小量程千分表时会造成试验无法完整操作。试验可操作性得到了改善。3.7软化系数由于转化系数试验检测方法与抗压强度检测方法密切相关，因此13版标准中强调：试件的找平和粘结材料必须是水泥砂浆，而不能采用高强石膏。这点在97版标准中是不需要提及的。强调对比试件的龄期应与泡水试件相同，并明确规定了对比试件的养护环境要求为“温度(205)、相对湿度(5015)%”，比97版标准更为具体，以尽量避免人为因素的影响。在此对13版标准中“10.2.2试样处理、试件制备和养护按附录A的A.3、A.4的规定进行,试件找平和粘结材料应采用水泥砂浆。所需块材试样数，需根据产品采用的强度试验方法（附录A或附录B中的一种），够制作两组十个抗压强度试件的需要。”做进一步的说明：对试样块材(砌块、砖)的高宽比H/B小于0.6时，需先用水泥砂浆将两块试样叠块粘结，作为再进行软化系数检测的试件。包括对比试件。试样块材高宽比（H/B）小于0.6的七分头等能切割出完整带孔半块砌块的辅助砌块，也应先根据附录A相关要求，先切割成半块，再叠块粘结成试件。采用附录B的抗压强度试验检测方法时，需先在试样块材上钻芯取样，制作软化系数试件（包括对比试件）所需的圆柱芯样，再将圆柱芯样浸水（对比试件的不用浸水）、制作试件，然后进行软化系数的强度检测。3.8碳化试验在混凝土制品碳化试验实践中积累的数据和经验，发现碳化速度不但与介质中二氧化碳浓度有关，同时也受介质的温、湿度影响。13版标准在此处有三点修订。删除了97版标准中的“碳化装置示意图”，而是规定“碳化试验箱应符合JG/T247标准要求，容积至少放一组以上的试件。箱内环境条件应能控制在：二氧化碳体积浓度为(203)%，相对湿度为(705)%，温度为(202)的范围内。”，与97版标准仅控制“二氧化碳浓度在在(203)%”完全不同。请注意，明确“体积浓度”，不会再在理解上存在不同解读了。明确要求碳化试样（块材）与同龄对比试样（块材）一起进行抗压强度试件的制作和抗压测试。一定要注意！要求是“同龄期”。这部分内容在97版标准未予以明确，造成有些检测人员将碳化试样制作试件的抗压强度检测值，与一个月或更长时间前对比试件抗压强度值进行比较，容易造成产品的碳化系数值偏高。这种试验方法是不正确的，不能图省事。规定试样碳化的最长时间为“28天”。以避免当碳化28天后，混凝土砌块（砖）试样仍没有完全碳化，造成试验时间过长的困境。当制品成型密实度高时，存在28天仍无法完全碳化的可能性。在此，不得不补充说明：当块材（砌块、砖）产品的抗压强度试件采用附录A的叠块粘结试件（测试块材的高宽比小于0.6）时，制作碳化抗压强度试件的试样块材（至少10块，应是5的倍数），都必须先放入碳化试验箱进行碳化试验。13版标准“11.6”条文规定了当块材需按附录B进行强度检测的碳化系数检测方法。在此需特别强调：按附录B进行产品的碳化系数检测，第一步是从试样块材上钻芯取样，第二步将芯样放入碳化试验箱进行碳化，第三步再按附录B要求制作抗压强度试件。对比试件也应同时钻芯取样和进行试件制作。3.9抗冻性13版标准的改动内容较小，但不代表没有实质性变化，例如对冷冻室（箱）的最低温度要求从-20改为-30，称量精度改为0.005kg。另需注意以下三点：13版标准“12.2抗冻性试验的试件数量为两组十个。所需试样数，需根据产品采用的强度试验方法（附录A或附录B中的一种），够制作两组十个强度试件的需要。”，实际上讲抗冻性试验试件数量是5+5个，但所需要试样块材数量，与强度试验方法有关，并不定是10块。13版标准规定“另一组五个对比强度试样所需试样，放置在试验室，室温宜控制在（205）。”的内容，实际上规定了用于制作对比强度试件所需试样（块材），应是同龄期，并给出放置养护环境的具体要求。13版标准中有关抗冻性试验方法的条文用词有细微的差别，即：计算强度损失率时用“试件”进行对比，计算质量损失率时用“试样”进行对比。这是有区别的。在此有必要对“结果计算”条文内容做进一步的说明。“试件的单块抗压强度损失率（Ki）”计算公式，是新增加的内容，在97版标准中没有。执行时需注意：当试件采用叠块粘结试件时，公式中的“单块冻融试件的抗压强值（fi）”系同样指某一个叠块粘结试件。对于试件采用叠块粘结试件，块材产品冻融后的“平均抗压强度损失率”值，也是用五个叠块粘结试件进行计算。在此并没有考虑到试样块材冻融后、以及对比试样块材，存在多种叠块复合粘结组合带来对试验结果的影响。抗冻性中的“质量损失率”，采用试样块材在冻融前后饱和面干的差值来计算。即：首先将试样块材浸水、测饱和面干的质量；第二步测经冻融循环后测试样块材饱和面干的质量；然后再将试样制作成测试抗压强度值的试件。请注意13版标准中“质量损失率以五个冻融试件所需试样质量损失率的平均值表示”的含义，即：当抗压强度试件采用叠块粘结时，计算块材的“质量损失率”时，是取10个（或更多，5的倍数）单块试样块材质量损失率的平均值，而不是仅取5块试样的平均值。3.10抗渗性此部分内容完全是重新制定的一种试验检测方法。97版标准中的抗渗性试验方法，给出的试验装置仅对标准尺寸混凝土砌块适用，当块材外观尺寸发生变化后，实际上该装置已经不适用了。由于是重新起草，13版标准条文交待比较清楚，在此不多费笔墨，请读者自行阅读理解标准条文即可。只强调一点：“密