试件砌筑和试验的基本规定

附录1　村镇砌体结构材料试验研究

1.1　砖或砌块抗压强度试验

1.1.1　试件制作

为了测量砖或砌块的抗压强度，对试件的坐浆面或铺浆面进行处理，使其成相互平行的平面，以便试验时受力均匀，具体处理步骤如下：

（1）检查钢板是否平直，然后将其清理干净。在钢板上先涂一层薄薄的机油或铺一张湿纸（本试验在大块地板砖上铺湿纸一张）；

（2）以1份重量的325＃水泥和2份重量的细砂，加入适量的水调成砂浆，砂浆不能太稀或太稠（本试验采用水泥净浆）；

（3）将试件的坐浆面或铺浆面平稳地压入调好的砂浆层中内，使其尽可能地均匀，厚度在3～5mm之间为宜，注意将多余的砂浆沿试件棱边刮掉，静置24 h后，再按上述方法处理另一面；

（4）试件做好后，应在自然条件下（温度在10℃以上）养护3 d后做抗压强度试验。

1.1.2　试验方法

砖或砌块的抗压强度试验方法如下：

（1）测量每个试件的长度（L）和宽度（B），应最少测量其各方向三次，求出其平均值，然后算出每个试件的水平毛面积，精确至1 cm2；

（2）将试件置于试验机内，使试件的轴线与试验及压板的中心重合，以0.1～0.2 MPa／s的速度加载，直至试件破坏，并读出破坏荷载（P）；

（3）按照下式计算砖或砌块的抗压强度（R）：

式中　R——抗压强度（MPa）；

　　　L——试件宽度（mm）；

　　　B——试件宽度（mm）；

　　　P——试件破坏荷载（N）。

1.2　砂浆抗压强度试验

1.2.1　实验设备

砂浆立方体抗压强度试验所用仪器设备应符合下列规定：

（1）试模：尺寸为70.7mm×70.7mm×70.7mm的带底试模，材质规定参照JG 3019第4.1.3及4.2.1条，应具有足够的刚度并拆装方便。试模的内表面应机械加工，其不平度应为每100mm不超过0.05mm，组装后各相邻面的不垂直度不应超过±0.5°。

（2）钢制捣棒：直径为10mm，长为350mm，端部应磨圆。

（3）压力试验机：精度为1%，试件破坏荷载应不小于压力机量程的20%，且不大于全量程的80%。

（4）垫板：试验机上、下压板及试件之间可垫以钢垫板，垫板的尺寸应大于试件的承压面，其不平度应为每100mm不超过0.02mm。

（5）振动台：空载中台面的垂直振幅应为（0.5±0.05）mm，空载频率应为（50±3）Hz，空载台面振幅均匀度不大于10%，一次试验至少能固定（或用磁力吸盘）三个试模。

1.2.2　试件制作

立方体抗压强度试件的制作及养护应按下列步骤进行：

（1）采用立方体试件，每组试件3个。

（2）应用黄油等密封材料涂抹试模的外接缝，试模内涂刷薄层机油或脱模剂，将拌制好的砂浆一次性装满砂浆试模，成型方法根据稠度而定。当稠度≥50mm时采用人工振捣成型，当稠度＜50mm时采用振动台振实成型。

（3）待表面水分稍干后，将高出试模部分的砂浆沿试模顶面刮去并抹平。

（4）试件制作后应在室温为（20±5）℃的环境下静置（24±2）h，当气温较低时，可适当延长时间，但不应超过两昼夜，然后对试件进行编号、拆模。试件拆模后应立即放入温度为（20±2）℃，相对湿度为90%以上的标准养护室中养护。养护期间，试件彼此间隔不小于10mm，混合砂浆试件上面应覆盖以防有水滴在试件上。

1.2.3　试验方法

砂浆立方体试件抗压强度试验应按下列步骤进行：

（1）试件从养护地点取出后应及时进行试验。试验前将试件表面擦拭干净，测量尺寸，并检查其外观。并据此计算试件的承压面积，如实测尺寸与公称尺寸之差不超过1mm，可按公称尺寸进行计算。

（2）将试件安放在试验机的下压板（或下垫板）上，试件的承压面应与成型时的顶面垂直，试件中心应与试验机下压板（或下垫板）中心对准。开动试验机，当上压板与试件（或上垫板）接近时，调整球座，使接触面均衡受压。承压试验应连续而均匀地加荷，加荷速度应为每秒钟0.25～1.5 k N（砂浆强度不大于5 MPa时，宜取下限，砂浆强度大于5 MPa时，宜取上限），当试件接近破坏而开始迅速变形时，停止调整试验机油门，直至试件破坏，然后记录破坏荷载。

（3）砂浆立方体抗压强度应按下式计算：

式中　f m，cu——砂浆立方体试件抗压强度（MPa）；

　　　N u——试件破坏荷载（N）；

　　　A——试件承压面积（mm2）。

砂浆立方体试件抗压强度应精确至0.1 MPa。

以三个试件测值的算术平均值的1.3倍（f 2）作为该组试件的砂浆立方体试件抗压强度平均值（精确至0.1 MPa）。

当三个测值的最大值或最小值中如有一个与中间值的差值超过中间值的15%时，则把最大值及最小值一并舍除，取中间值作为该组试件的抗压强度值；如有两个测值与中间值的差值均超过中间值的15%时，则该组试件的试验结果无效。

1.3　砌体基本力学性能试验

1.3.1　试件砌筑和试验的基本规定

砌体试验，按照试验用途可分为研究性试验和检验性试验两类［2］。研究性试验的试件组数及每组试件的数量，应按专门的试验设计确定；检验性试验的试件组数及每组试件的数量，应由检测单位规定，但在同等条件下，每组试件的数量，对于抗压试验，不应少于3件；对于抗剪和抗弯试验，不应少于6件。

砌体试件的砌筑，除应符合现行国家标准《砖石工程施工及验收规范》的规定外，尚应符合下列要求：

（1）对同等级砂浆或同一对比组的试件，应由一名中等技术水平的瓦工，采用分层流水作业法砌筑，并应使每盘砂浆均匀地用于各个试件；对于检验施工质量的砌体试件，尚应在现场砌筑。

（2）抗剪或抗弯试件砌筑完毕，应立即在其项部平压四皮砖或一皮砌块，平压时间不应少于14 d。

（3）每盘砂浆应制作一组砂浆试件，每组试件的数量不应少于6件，但对同等级同类别砂浆的砌体试件，砂浆试件组数不应少于两组。如果需用砂浆试件强度控制砌体试件的养护时间，组数宜增加1～2组。

（4）砌体试件和砂浆试件，应在室内自然条件下养护28 d后，同时进行试验。当日平均气温低于16℃时，尚应适当延长养护时间。

（5）砌体试件的砌筑过程中，应随时检查砂浆饱满度。当试验后检查时，对抗压试件，每组应选3件、每件检查3个块体；对于抗剪或抗弯试件，应对每个破坏截面进行检查。

试验采用的加荷架、荷载分配梁等设备，应有足够的强度和刚度，其测量仪表的示值相对误差，应为2%。

试件的砌筑和试验，应采取确保人身安全和防止仪表损坏的安全措施。

1.3.2　砌体抗压强度试验方法

对外形尺寸为240mm×115mm×53mm的普通砖，其砌体抗压试件尺寸（厚度×宽度×高度），应采用240mm×37mm× 720mm。非普通砖的砌体抗压试件，其截面尺寸可稍作调整。但高度应按高厚比β＝3确定。试件厚度和宽度的制作允许误差，应为±5mm。

中、小型砌块的砌体抗压试件，其厚度应为砌块厚度；宽度应为主规格砌块的长度；高度应为三皮砌块高加灰缝厚度。中间一皮砌块应有一条竖向灰缝。

料石砌体抗压试件的厚度应为200～250mm，宽度应为350～400mm；毛石砌体抗压试件的厚度应为400mm，宽度应为700～800mm；两类试件的高度均应按高厚比β＝3确定。料石砌体试件的中间一皮石块，应有一条竖向灰缝。

各类砌体抗压试件应砌筑在带吊钩的刚性垫板或厚度不小于10mm的钢垫板上。垫板应找平；试件顶部宜采用厚度为10mm 的1∶3水泥砂浆找平，并应采用水平尺检查其平整度。

对不需测量变形值的试件，可采用几何对中、分级施加荷载方法。每级的荷载，应为预估破坏荷载值的10%，并应在1～1.5min内均匀加完；恒荷1～2min后施加下一级荷载。施加荷载时，不得冲击试件。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。当试件裂缝急剧扩展和增多，试验机的测力计指针明显回退时，应定为该试件丧失承载能力而达到破坏状态。其最大荷载读数应为该试件的破坏荷载值。

对需要测量变形值、确定砌体弹性模量的试件，宜采用物理对中、分级施加荷载方法。在预估破坏荷载值的5%～20%区间内，应反复预压3～5次。两个宽侧面轴向变形值的相对误差，不应超过10%。当超过时，应重新调整试件位置或垫平试件。预压后，应卸荷并将千分表指针调拨至零点，前文规定的施加荷载方法逐级加荷，并应同时测记变形值。当加荷至预估破坏荷载值的80%时，应拆除仪表，然后将试件连续加荷至破坏。

试验过程中，应观察和捕捉第一条受力的发丝裂缝，并应记录初裂荷载值。对安装有变形测量仪表的试件，应观察变形值突然增大时可能出现的裂缝。荷载逐级增加时，应观察和描绘裂缝发展情况。试件破坏后，应立即绘制裂缝图和记录破坏特征。

单个试件的抗压强度f 0，m，应按下式计算，其计算结果取值应精确至0.1 MPa：

式中　f 0，m——试件的抗压强度（MPa）；

　　　N——试件的抗压破坏荷载（N）；

　　　A——试件的截面面积（mm2），根据所测得的试件平均宽度和平均厚度计算。

1.3.3　砌体沿通缝截面抗剪强度试验方法

普通砖的砌体沿通缝截面的抗剪试验，应采用由9块砖组成的双剪试件（附图1.1）。其他规格砖块的砌体抗剪试验，宜采用此种双剪试件型式，但试件尺寸可作相应的调整。

中、小型砌块的砌体抗剪试验，可使用加荷架沿水平方向对试件施加荷载（附图1.2）。对于较高的中型砌块砌体试件，试验时应加设侧向支撑；试件与台座之间宜采用湿砂垫平，不宜加设滚轴。

附图1.1　双剪试验及其受力情况

附图1.2　混凝土小块砌体受力简图

砖砌体抗剪试件的砂浆强度达到70%以后，可将试件立放，先后对承压面和加荷面采用1∶3水泥砂浆找平，找平层厚度宜为10mm。上、下找平层应相互平行并垂直于受剪面的灰缝。其平整度可采用水平尺和直角尺检查。

水平加荷的中、小型砌块砌体抗剪试件，其三个受力面也应找平，并应垂直于水平灰缝。

砌体抗剪试验，应按下列步骤和要求进行：

（1）测量受剪面尺寸，测量精度应为1mm；

（2）将砖砌体抗剪试件立放在试验机下压板上，试件的中心线应与试验机轴线重合，试验机上下压板与试件的接触应密合，对于中、小型砌块的砌体抗剪试验，尚应采用由加荷架、千斤顶和测力计组成的水平加荷系统；

（3）抗剪试验应采用匀速连续加荷方法，并应避免冲击，加荷速度应按试件在1～3min内破坏进行控制，当有一个受剪面被剪坏即认为试件破坏，应记录破坏荷载值和试件破坏特征。

单个试件沿通缝截面的抗剪强度f v，m应按下式计算，其计算结果取值应精确至0.01 MPa。

式中　f v，m——试件沿通缝截面的抗剪强度（MPa）；

　　　N v——试件的抗剪破坏荷载（N）；

　　　A——试件的一个受剪面的面积（mm2）。

1.3.4　砌体沿通缝截面抗剪强度试验方法

砖砌体沿通缝截面和沿齿缝截面的弯曲抗拉强度试验，应采用简支梁三分点集中加荷的方法。普通砖的砌体抗弯试件尺寸（附图1.3，附图1.4），应符合下列要求：

（1）截面高度和宽度，均应为240mm。

（2）试件跨度，对于沿通缝抗弯试件，不应小于720mm；对于沿齿缝抗弯试件，不应小于1 000mm，且不应小于截面高度的3倍。

（3）试件的总长度宜为试件跨度加60mm。其他规格砖的砌体抗弯试件尺寸，可按具体情况作相应调整。

附图1.3　砖砌体沿通缝截面抗弯试验方法

附图1.4　砖砌体沿齿缝截面抗弯试验方法

沿通缝截面抗弯的砌体试件，应立砌；试验时应将试件放平，再装到试验机或试验台座上。沿齿缝截面抗弯的砌体试件，应平砌，根据试验要求可采用一顺一丁、三顺一丁或其他砌筑形式；试验时应以长边为轴旋转90°，平移至试验机或试验台座上。试件的支座处和荷载作用处，应预先采用1∶3水泥砂浆找平，找平层的厚度不应小于10mm，宽度不应小于50mm。

加荷的设备，宜采用电动油压试验机。当受条件限制时，可采用由试验台座、加荷架、千斤顶和测力计等组成的加荷系统。

砖砌体试件的抗弯试验，应按下列步骤与要求进行：

（1）在试件上应标出支座与荷载作用线的准确位置，并应在纯弯区段，测量截面尺寸，测量精度应为1mm。选择三件尺寸相同的试件，测其自重并计算平均值，精确至10 N。

（2）在试验机或试验台座上，按简支梁三分点集中加荷的要求，使试件准确就位。

（3）抗弯试验应采用匀速连续加荷方法，加荷速度应按试件在3～5min内破坏进行控制。试件破坏时，应记录破坏荷载值和试件破坏特征。

（4）整理与分析砖砌体抗弯试验结果时，应注明是沿通缝截面还是沿齿缝截面，不得混淆。

若试件破坏处在跨中1／3长度之外，应视为不正常破坏，该项试验数据应予舍去。

单个试件沿通缝截面或沿齿缝截面的弯曲抗拉强度f tm，m，应按下式计算，其计算结果取值应精确至0.01 MPa：

式中　f tm，m——试件的弯曲抗拉强度（MPa）；

　　　N tm——试件的抗弯破坏荷载，包括荷载分配梁等附件的自重（N）；

　　　G——试件的自重（N）；

　　　l——试件的计算跨度（mm）；

　　　b、h——试件的截面宽度、高度（mm）。