砌体结构工程施工中, 新施工砌体中的水泥类砌筑砂浆强度增长需要在一定的环境下进行湿养护。该湿环境由砂浆拌合水和预湿润砌体块材形成。但这种湿环境随外界气象条件 (如气温、阳光辐射、风速、空气湿度等) 的变化而变化。在炎热气候条件下新砌筑墙体失水快, 不利于砌筑砂浆强度增长。对此, 国外技术标准对新砌墙体补水养护有所规定。如美国砌体规范TMS602—08ACI530.1—08/ASCE6-08《specification for masonry structures》规定:“日平均温度超过100°F (37.8℃) , 或超过90°F (32.2℃) 且风速>12.9km/h时, 雾喷新建砌体直至其潮湿。1d至少雾喷3次, 直到3d龄期之后^[1]。”又如, 欧洲规范BS EN 1996—2:2006《Eurocode 6-design of masonry structures》规定:“应当保护新建砌体不处于低湿度的条件下, 包括风和高温造成的干燥效应。在砂浆中的水泥发生水化之前, 应当保持湿润^[2]。”而我国现行规范GB50924—2014《砌体结构工程施工规范》及GB50203—2011《砌体结构工程施工质量验收规范》均未对炎热气候条件下的烧结类、蒸压类、混凝土类砖及砌块砌体的养护情况做出明确规定^[3,4]。且经调查了解, 现场部分施工单位对新砌墙体进行了喷水养护, 其砂浆强度较高、效果较好。因此, 在炎热气候条件下研究新砌墙体喷水养护的工艺及效果, 具有重要的理论意义与应用前景, 并可为《砌体结构工程施工规范》及《砌体结构工程施工质量验收规范》的修订提供理论依据。

为充分考虑炎热气候条件下新砌墙体喷水养护对砌筑砂浆强度的影响, 本试验于2015年7月28日 (当日最高温度39℃) 由同一砌筑工人分别砌筑烧结黏土多孔砖 (KP₁型) 和混凝土多孔砖各6个试件, 试件墙面东西向放置, 其中烧结多孔砖试件编号为A₀₁~A₀₃, A₁₁~A₁₃;混凝土多孔砖试件编号为B₀₁~B₀₃, B₁₁~B₁₃。试件为1 500mm (宽) ×1 500mm (高) ×240mm (厚) , 砌筑方式为一顺一丁, 砌筑前烧结黏土多孔砖提前1d浇水湿润, 混凝土多孔砖砌筑时喷水湿润;砌筑时使用M10干混砂浆, 人工加水拌制, 2h内使用完毕, 砂浆灰缝厚度控制为 (10±1) mm, 饱满度≥80%。

为了解试件制作初期喷水养护对灰缝砂浆强度的影响, 试件分为喷水养护和不喷水养护2类。其中, 对烧结多孔砖试件A₁₁, A₁₂, A₁₃及混凝土多孔砖试件B₁₁, B₁₂, B₁₃在砌筑完成24h后开始连续喷水养护3d, 每天喷水3次;试件A₀₁, A₀₂, A₀₃及试件B₀₁, B₀₂, B₀₃砌筑完成后不喷水养护。

在试件32d的养护期间内, 曾遇阵雨和小雨各1次, 为使其不受雨淋, 均提前采用彩条布遮蔽所有试件。

试件砌筑完成后, 按当日天气预报对后续32d内每日最高温度及最低温度进行记录 (见图1) 。

由图1可知, 试件砌筑后气温高, 32d平均日最高气温为32.7℃。其中, 前4天最高气温达39, 40℃, 仅有5d最高气温<31℃。

试件28d龄期后, 采用贯入法分别对原试件正面、反面的水平灰缝取点, 进行砌筑砂浆强度检测^[5,6]。另外, 为了解砌体试件表层砂浆强度和内层砂浆强度值的差异, 在检测表层灰缝砂浆强度后, 在试件正面水平灰缝处开约20mm深的槽, 再进行砌筑砂浆强度检测, 试验结果如表1所示。

由表1可得如下结论。

1) 同一试件, 正面砂浆强度测试值一般均高于反面砂浆强度测试值, 主要原因是瓦工砌筑时正面墙体砌筑比较方便, 墙体灰缝铺浆更易饱满。

2) 开槽烧结黏土多孔砖砌体的内层灰缝强度均明显高于表层砂浆强度测试值。主要是因为烧结多孔砖砌体中砖的吸水性强, 且砌筑前预湿润后, 上墙后有较充分的水分通过毛细作用给砂浆补充水分, 使砌体内层砂浆有较好的湿养护;而砌体表层砂浆由于存在外露面, 则养护不良。

3) 开槽混凝土多孔砖砌体, 内层灰缝强度与表层砂浆强度相比不具有明显的规律性, 两者强度存在相近、偏高及偏低等不同情况。其原因可能与混凝土多孔砖孔洞大、壁薄、块材吸水性差、测点位置等因素有关。对于测点位置的影响, 可认为在孔洞侧壁处的测点、水平灰缝与竖向灰缝交接部位, 砂浆养护的湿环境存在差异, 即后者优于前者。

4) 浇水养护对砂浆强度的影响分别通过对烧结多孔砖及混凝土空心砌块浇水及不浇水下的砂浆强度进行评定, 其对比结果如表2所示。

由表2可得如下结论。

1) 炎热气候条件下烧结多孔砖不喷水养护条件下正面、反面及开槽后的砂浆强度差异不明显, 其主要原因为烧结多孔砖吸水能力较强、保水性较好, 砌筑前的浇水湿润使烧结多孔砖中含有足够的水分, 炎热气候条件下烧结多孔砖良好的吸水和保水性在砌筑初期有利于砂浆强度的持续增长。

2) 混凝土多孔砖在炎热气候条件下喷水养护比不喷水养护的砂浆强度有明显提高, 其砌筑正面砂浆强度提高率为84.8%, 砌筑反面砂浆强度提高率为128.4%, 砌筑正面开槽后的砂浆强度提高率相对较小, 仅为62.9%。其主要原因分析如下:混凝土多孔砖壁薄、孔洞率大, 加之块材的吸水性不良, 初始吸水速度慢, 在干燥炎热的夏季, 仅在试件砌筑前临时对其喷水湿润, 将使砌筑上墙的块材对砂浆的保湿作用较差, 如不对砌体及时进行喷水养护, 将降低砂浆强度;混凝土导热系数大, 在高温天气和光照作用下, 砌体试件内部封闭空间 (混凝土多孔砖为带底盲孔型砖) 的温度较烧结黏土多孔砖砌体高, 造成砌体的水分蒸发快, 致使前期不浇水时砂浆强度损失明显大于浇水后砂浆强度。

同时, 试验结果表明, 混凝土多孔砖砌体在喷水养护后的砂浆强度基本与烧结多孔砖的砂浆强度相当, 充分说明了炎热气候条件下混凝土多孔砖喷水养护的必要性。

1) 炎热气候条件下, 烧结多孔砖喷水养护后的砌筑砂浆强度与不喷水养护强度相差不明显, 建议规范后期修订时仍维持对该类砖 (砌块) 继续保持砌筑前1~2d浇水湿润的要求。

2) 炎热气候条件下, 混凝土多孔砖砌体在不喷水养护时, 砌体砂浆强度很低;经喷水养护后, 其强度基本与烧结多孔砖的砂浆强度相当, 即砌筑砂浆强度比不喷水养护有显著的提高。

建议GB50924—2014《砌体结构工程施工规范》后期修订时, 在第6章第6.2节及第7章第7.2节增加“在炎热气候条件下混凝土类砖 (砌块) 砌筑后, 应连续3日, 每日对墙面进行3次喷水养护”的条款。