GB/T 50129-2011 砌体基本力学性能试验方法标准 (完整版)
1 总 则
1.0.1 为了规范砌体基本力学性能的试验方法,为砌体结构研究、设计和施工质量检验提供准确可靠试验数据,制定本标准。
1.0.2 本标准适用于砌体结构工程各类砌体的基本力学性能试验与检验。对研制的新型块体或砌筑砂浆,亦应按本标准进行砌体基本力学性能试验。
1.0.3 本标准砌体试件所用的块体材料为砖、砌块、料石和毛石。有关块体材料及砌筑砂浆的力学性能,应按国家现行有关标准进行检验。
1.0.4 砌体基本力学性能的试验,除应符合本标准的规定外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
2 术语和符号
2.2 符 号
xi——试件强度的测定值;
n——一组砌体试件的数量;
mx——样本均值;
s——样本标准差;
δ——变异系数;
b——试件宽度;
t——试件厚度;
H——试件高度;
h——试件截面高度;
eo——受压试件轴向力的偏心距;
β——试件高厚比;
——逐级荷载下的轴向应变值;
——逐级荷载下的横向应变值;
——分别为逐级荷载下的轴向和横向变形值;
l、lur——分别为轴向和横向测点间的距离;
L——抗弯试件的计算跨度;
σ——逐级荷载下的应力值;
E——试件的弹性模量(N/mm2);
——对应于应力的0.4fc,i时的轴向应变值;
——轴心受压构件的稳定系数;
fc,i——试件的抗压强度;
fv,i——试件沿通缝截面的抗剪强度;
ft,i——试件的弯曲抗拉强度。
3 基本规定
3.0.1 砌体试验之前,应编制详细的试验方案。试验方案应包括:
1 试验目的和要求;
2 原材料质量检测;
3 块体适宜含水率及其控制方法;
4 砂浆配合比设计,包括水泥砂浆、水泥石灰混合砂浆、预拌砂浆或专用砂浆的配合比设计;
5 试件尺寸、组数,每组试件数量;
6 预估试件极限荷载;
7 加荷方法、加荷程序、加荷设备及其精度检验;
8 试验测量的内容、方法和仪表布置;
9 试验进度;
10 试验人员安排计划;
11 试验数据及试验资料统计分析、试验报告撰写要求;
12 安全及环保措施。
3.0.2 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,并应符合下列规定:
1 研究性试验的试件组数及每组试件的数量,应符合数理统计要求,并按专门的试验设计或试验目的确定。对抗压试验,每组试件不宜少于6件,对抗剪和抗弯试验,每组试件不宜少于9件;
2 研制的新型块体或砌筑砂浆的研究性砌体试验,宜砌筑同条件的烧结普通砖砌体对比试件,对比试件组数及每组试件数量可根据试验目的适当减少;
3 检验性试验的试件组数及每组试件的数量,可由检测单位规定。但在同等条件下,每组试件的数量,对轴心和偏心抗压试验,不宜少于3件;对抗剪和抗弯试验,不宜少于6件。
3.0.3 砌体试件的砌筑和养护,除应符合现行国家标准《砌体结构工程施工质量验收规范》GB 50203的有关规定外,尚应符合下列规定:
1 对同类别、同强度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,尚宜在现场砌筑;
2 试件砌筑过程中,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,每件检查数量不少于3个块体;对抗剪或抗弯试件,应对每个破坏截面进行检查;
3 试件砌筑完毕,应立即在其顶部平压四皮砖或一皮砌块,平压时间不宜少于14d;
4 试件室内养护时间不应少于28d,实验室温度宜为15℃~25℃;
5 检验性试验,当试件在室外砌筑和养护时,试件表面宜覆盖塑料薄膜并采取遮阳措施,日平均气温不应低于5℃;
6 试件在养护期内平均气温低于15℃时,应适当延长养护时间,用砂浆试块强度控制试验时间。
3.0.4 试件砌筑前,应按国家相应的现行试验方法标准确定块体抗压强度及强度等级:
1 砖应按现行国家标准《砌墙砖试验方法》GB/T 2542的有关规定采用;
2 砌块应按现行国家标准《混凝土小型空心砌块试验方法》GB/T 4111的有关规定采用;
3 石材应按现行国家标准《砌体结构设计规范》GB 50003的有关规定采用;
4 砌体抗压的研究性试验,块体试验组数不宜少于3组或30件;其他砌体试验,块体试验组数不应少于1组或10件。
3.0.5 砌筑砂浆力学性能应按现行行业标准《建筑砂浆基本性能试验方法标准》JGJ/T 70的有关规定进行试验。砌筑砂浆抗压试件的制作数量和养护条件,应符合下列规定:
1 对研究性试验,每盘砂浆应制作一组砂浆试件,每组砂浆试件的数量不应少于6件。但对同类别、同强度等级砂浆的砌体试件,砂浆试件组数不应少于两组。当需用砂浆试件强度控制砌体试件的试验时间,组数宜增加1组~2组。每组砂浆试件拆模后,3件置于标准条件下养护,3件与砌体试件同条件养护。制作砂浆试件的底模,应采用砌体试验用的块体,块体底模的含水率,不宜大于2%。当研究工作需考虑不同材质底模对砂浆强度的影响时,还应按JGJ/T 70的要求制作相同组数的钢底模砂浆试件,每组砂浆试件为3件,拆模后置于标准条件下养护;
2 对检验性试验,砂浆试件的制作由检测单位根据检验目的,可按本条第1款确定;
3 砌筑砂浆试件应与砌体试件同时进行试验。
3.0.6 试验采用的加荷架、荷载分配梁等设备,应有足够的强度、刚度和稳定性。测量仪表的示值相对误差,不应大于2%。
3.0.7 试验时,应观察并记录试件在试验过程中的变化情况,发现异常情况应终止试验,查明原因并采取纠正措施,保证试验结果不受影响后,方可继续进行试验。对试件各受力阶段宜拍摄照片或摄像。
3.0.8 试件砌筑和试验之前,试验负责人应对工作人员进行技术交底和安全交底。试验时应采取确保人身安全和防止仪表损坏的安全措施及必要的环保措施。其中,长柱试件周围宜设置防护栏杆。
4 砌体抗压强度试验方法
5 砌体沿通缝截面抗剪强度试验方法
5.0.1 砌体沿通缝截面抗剪试件的几何尺寸和制作应符合下列规定:
1 普通砖的砌体抗剪试件,应采用由9块砖组成的双剪试件(图5.0.1-1)。其他规格砖块的砌体抗剪试件,亦应采用此种双剪试件形式,但试件尺寸可作相应的调整。
2 中、小型砌块的砌体抗剪试件,应采用图5.0.1-2所示的双剪试件。也可采用表面质量和材质均相同的较小块体,按图5.0.1-1或图5.0.1-2制作抗剪试件。
3 砌筑试件时,竖向灰缝的砂浆应填塞饱满。对吸水率较小或吸水速度较慢的块体,其砌体抗剪试件砌筑完毕,宜覆盖塑料薄膜等材料予以保湿养护。

5.0.2 砖砌体抗剪试件的砂浆强度达到100%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,找平层厚度不宜小于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。
5.0.3 砌体抗剪试件应按下列步骤和要求进行抗剪试验:
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上、下压板轴线重合。试验机上下压板与试件的接触应密合。当上部不密合时,可垫10mm厚木条或较硬橡胶条;当下部不密合时,可采用在两个受力面下垫湿砂等适宜的调平措施;也可采用本标准第4.2.1条第5款的调平措施;
3 对中、小型砌块砌体抗剪试验,尚应采用由加荷架、千斤顶和测力计组成的水平加荷系统。对较高的中型砌块砌体抗剪试件,应加设侧向支撑;试件与台座间宜采用湿砂垫平,不宜加设滚轴。对外形尺寸较小的砌块砌体抗剪试件,也可采用砖砌体抗剪试件的试验方法,在试验机上进行试验;
4 抗剪试验应采用匀速连续加荷方法,并应避免冲击。加荷速度宜按试件在1min~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;
5 对每个试件,均应实测受剪破坏面的砂浆饱满度。
5.0.4 单个试件沿通缝截面的抗剪强度fv,i,应按下式计算,其计算结果取值应精确至0.01N/mm2:

式中:fv,i——试件沿通缝截面的抗剪强度(N/mm2);
Nv——试件的抗剪破坏荷载值(N);
A——试件的一个受剪面的面积(mm2)。
5.0.5 若块体先于受剪面灰缝破坏时,该试件的试验值应予注明,宜作为特殊情况单独分析。
5.0.6 对抗剪试验结果进行分析时,应考虑砂浆饱满度对试验结果的影响。对砂浆饱满度不符合现行国家标准《砌体结构工程施工质量验收规范》GB 50203规定的试验数据,应另作分析。
6 砌体弯曲抗拉强度试验方法
6.0.1 砌体沿通缝截面和沿齿缝截面的弯曲抗拉强度试验,宜采用简支梁三分点集中加荷的方法。
6.0.2 普通砖砌体抗弯试件尺寸(图6.0.2-1和图6.0.2-2),应符合下列规定:
1 截面高度和宽度,均应为240mm;
2 试件计算跨度,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1000mm;
3 试件的总长度宜为试件跨度加60mm。其他规格块体的砌体抗弯试件尺寸,可按具体情况作相应调整,但试件跨度不应小于截面高度的3倍。

6.0.3 沿通缝截面抗弯的砌体试件应立砌;试验时应将试件放平,再安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或加荷垫板宽度。当加荷设备的荷载作用面与试件受荷面接触不密合时,应按本标准第4.2.1条第4款有关要求处理。
6.0.4 固定铰支座的固定铰可选用边长不小于50mm的等边角钢,滚动铰支座的滚轴可选用直径不小于50mm的圆形钢棒。固定铰支座和滚动铰支座上表面应处于同一水平面上。
6.0.5 加荷的设备,宜采用压力试验机。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。
6.0.6 砌体试件应按下列步骤与要求进行抗弯试验:
1 在试件上标出支座与荷载作用线的准确位置,并在纯弯区段的中部测量截面尺寸,测量精确度应为1mm;随机选取3个试件,测其自重并计算平均值,精确至10N;
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,加荷速度宜按试件在3min~5min内破坏进行控制。试件破坏后,应立即记录破坏荷载值和破坏特征;
4 整理与分析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。
当试件破坏处在跨中1/3长度之外,视为非正常破坏,应舍去该项试验数据。
6.0.7 单个试件沿通缝截面或沿齿缝截面的弯曲抗拉强度ft,i,应按下式计算,其计算结果取值应精确至0.01N/mm2:

式中:ft,i——试件的弯曲抗拉强度(N/mm2);
Nt——试件的抗弯破坏荷载值,包括荷载分配梁等附件的自重(N);
G——试件的自重(N);
L——抗弯试件的计算跨度(mm);
b——试件的截面宽度(mm);
h——试件的截面高度(mm)。
7 试验资料的整理分析
7.0.1 试验完毕,应及时整理下列原始试验资料:
1 试验方案及实施过程中的变更情况;
2 块体和砌筑砂浆的试验结果;
3 测试仪表校核记录;
4 试验前试件外观质量检查情况,包括几何尺寸、施工缺陷及损伤状况;
5 试验数据记录;
6 试件的裂缝图、破坏特征文字描述、照片或录像;
7 试验异常情况记录。
7.0.2 每组的单个试件的强度试验值应按现行国家标准《数据的统计处理和解释 正态样本离群值的判断和处理》GB/T 4883中格拉布斯检验法或狄克逊检验法,检出其中的歧离值,剔除统计离群值。检出水平取0.05,剔除水平取0.01。不得仅依据计算分析即舍去歧离值,尚应检查是否系材料或施工质量变化以及人为因素等原因导致出现歧离值。当从技术或物理上找到产生离群原因,应剔除歧离值;当未找到技术或物理上的原因,则不应剔除。
7.0.3 砌体基本力学性能的各项试验结果,当需要采用统计指标表示时,应按下列公式进行计算。当试件数量较少时,仅计算均值。
1 均值应按下式计算:

2 标准差应按下式计算:

3 变异系数(以百分率计)应按下式计算:

式中:xi——试件强度的测定值(N/mm2);
n——一组砌体试件的数量。
7.0.4 当需要将砌体强度试验值与理论计算值进行比较时,应以材料(砂浆、块体)强度实测平均值确定其理论计算值,并宜给出试验值与理论计算值的比值及其平均值。
7.0.5 研究性试验,烧结普通砖之外的新型块体或砌筑砂浆的砌体强度试验值,宜与同条件砌筑的烧结普通砖砌体强度试验值进行比较和分析,不宜仅与理论值进行比较。
7.0.6 对砌体试件的破坏过程及其特征应进行描述和分析,必要时配以典型试件裂缝图和照片。
7.0.7 根据试验目的,应对试验结果进行分析。当需要作回归分析时,宜采用最小二乘法拟合试验曲线,求出经验公式,并宜给出试验散点图和回归曲线的比较图。对试验中出现的新问题或超出试验目的的新现象,应进行阐述。对试验工作中的不足之处,应总结经验教训。

