蒸压粉煤灰砖体干燥收缩试验研究及其预测模型

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1、蒸压粉煤灰砖体干燥收缩试验研究及其预测模型大学土木与建筑学院，湖南长沙410114；2.湖南省建筑工程集团，湖南长沙410004）摘要：蒸压粉煤灰砖砌体房屋的裂缝很大程度上由砌筑后使用阶段砌体干燥收缩引起.基于复合材料力学，推导了正交各向异性砌体的干燥收缩与砖和砂浆干燥收缩的关系.理论分析表明，砂浆的干燥收缩对砌体干燥收缩的影响可忽略不计，砌体干燥收缩近似等于砌体中砖在使用阶段干燥收缩.为考察试验方法、上墙含水率、环境相对湿度、体积/暴露面积比对蒸压粉煤灰砖的干燥收缩的影响,进行了试验研究.试验结果表明，按快速法得到的蒸压粉煤灰砖

2、的干燥收缩值比慢速试验法小，且蒸压粉煤灰砖的干燥收缩率随着上墙相对含水率的增大而增大，随着环境相对湿度增大而减小，随着体积/暴露面积比的增大而减小，并由试验结果得到了砌体中砖的干燥收缩预测模型.还对不同上墙含水率和不同环境相对湿度的6片砌体墙干燥收缩进行了试验研究，试验值与理论推导的结果符合良好.　　关键词：蒸压粉煤灰砖；砌体材料；干燥收缩；含水率；相对湿度；体积/暴露面积比；龄期　　：TU362：AExperimentalResearchandPredictionFormulationoftheDrying　　为了很好地控制蒸压

3、粉煤灰砖砌体房屋的干燥收缩裂缝，国内外进行了大量块体干燥收缩试验研究.张钟陵[1]用试验结果统计得到了烧结砖、灰砂砖以及多种非烧结砌块的干燥收缩率与含水率的关系.陈伟等[2]研究了含水率及环境温度和湿度对混凝土砖的干燥收缩的影响.梁建国等[3]研究了混凝土砖的自身收缩以及不同失水阶段砖的干燥收缩与含水率的关系.梁建国等[4]对不同试验方法、不同上墙含水率和不同环境相对湿度时,蒸压粉煤灰砖的干燥收缩规律进行了对比试验研究，得到了上墙含水率及环境湿度对蒸压粉煤灰砖干燥收缩的影响系数，提出了砖在使用阶段的干燥收缩率与标准

4、法［5-6］得到的砖的干燥收缩值ε0之间的关系.非烧结砌体干燥收缩裂缝产生的原因是砌体在使用阶段产生过大干燥收缩，而砌体是由砖和砂浆砌筑而成的复合材料，其干燥收缩除与砖的干燥收缩大小有关外，还受到以下因素的影响：砂浆的干燥收缩[7]、砖在砌体中的体积/暴露面积比[8-9]、砌筑时砖从砂浆中吸水导致砖的上墙含水率增加[10]等.显然，砌体的干燥收缩规律与块体的干燥收缩是有区别的.Hughes等[11]和周瑾等[12]对不同环境相对湿度时混凝土砌块砌体的干燥收缩性能进行了试验研究，得到了砌体受环境相对湿度等因素影响

5、的结论.Brooks[8]将砂浆和砖分别看成是弹性分离单元，然后将两者组合起来，用该模型得到了砌体的收缩变形公式，但形式过于复杂.　　本文力图从复合材料力学湿热效应［13］的角度出发，推导出正交各向异性砌体墙的干燥收缩率与砖和砂浆干燥收缩率的关系，进行简化后，并经试验验证，得到用单砖使用阶段的干燥收缩规律表达的砌体干燥收缩随时间的变化规律.　　1砌体干燥收缩与砖和砂浆干燥收缩的关系　　假设砖和砂浆是各向同性弹性材料，近似取水平灰缝上下半砖作为代表性体积单元来研究砌体的干燥收缩变形,如图1(a)所示.在实际工程中，干燥收缩裂缝通

6、常是由于砌体水平方向的干燥收缩变形受到约束而导致，本文仅研究水平方向的干燥收缩变形.　　湖南大学学报(自然科学版)2012年　　第8期梁建国等：蒸压粉煤灰砖砌体干燥收缩试验研究及其预测模型　　砌体代表性体积单元，在无外荷载时，由于砖和砂浆的干燥收缩规律不同，干燥引起的砌体体积变形是一个超静定问题,见图1(b)和图1(c）.　　由此表明，砌体的干燥收缩率近似等于砖的使用阶段干燥收缩率，而且，当砖尺寸更大时，这个结论更为准确.　　2砌体中蒸压粉煤灰砖在使用阶段干燥收缩　　砖在使用阶段的干燥收缩是指砖上墙砌筑后在环境中干燥而产生的收缩.

7、理论上，当时间t→　　4结论　　1）砌体的干燥收缩率近似等于砖的干燥收缩率，砂浆的干燥收缩率对砌体影响很小.　　2）砌体墙中蒸压粉煤灰砖的干燥收缩率随着上墙含水率的增加而增加，随着环境相对湿度的增加而减小，随着砖的体积/暴露面积比的增加而减小.　　3）蒸压粉煤灰砖砌筑初期从砂浆中吸收水分，使得砖的初始相对含水率增加，从而加大砖的干燥收缩率.　　4）在使用阶段的不同时刻，蒸压粉煤灰砖砌体干燥收缩率可按式（17）进行预大学土木与建筑学院，湖南长沙410114；2.湖南省建筑工程集团，湖南长沙410004）摘要：蒸压粉煤灰砖砌体

8、房屋的裂缝很大程度上由砌筑后使用阶段砌体干燥收缩引起.基于复合材料力学，推导了正交各向异性砌体的干燥收缩与砖和砂浆干燥收缩的关系.理论分析表明，砂浆的干燥收缩对砌体干燥收缩的影响可忽略不计，砌体干燥收缩近似等于砌体中砖在使用阶段干燥收缩.为考察试验