砖（烧结普通砖、烧结空心砖、空心砌块、烧结多孔砖、粉煤灰砖）检测

砖及砌块材料检测技术综述

砖及砌块作为建筑工程中应用最广泛的墙体材料和围护结构材料，其质量直接影响建筑物的结构安全、耐久性及节能性能。依据原料与工艺的不同，主要分为烧结普通砖、烧结多孔砖、烧结空心砖与空心砌块、粉煤灰砖等。对其性能进行全面、准确的检测是确保工程质量的关键环节。

1. 检测项目与方法原理

检测项目主要围绕力学性能、耐久性能、物理性能和几何尺寸四大类展开。

1.1 力学性能检测

• 抗压强度：核心力学指标。将试样（烧结普通砖为切割或整块砖体，多孔砖和空心砌块为切割成的两个半砖叠合，粉煤灰砖为切割后的试件）置于压力试验机下，以恒定速率加载直至破坏，记录最大荷载。计算强度平均值和标准值。原理是基于材料抵抗轴向压力的能力。

• 抗折强度（主要针对部分砌块）：采用三点弯曲法。将试样平置于两个支撑辊上，上方一个加载辊居中施加荷载至试样断裂，根据断裂荷载、跨度及试样截面尺寸计算得出。

1.2 耐久性能检测

• 抗冻性：评估材料在含水状态下抵抗冻融循环的能力。试样吸水饱和后，在负温（通常-15℃以下）冻结若干小时，再在常温水中融化，为一个循环。经历规定循环次数（如15次、25次、50次）后，检查其外观损伤，并检测质量损失率和抗压强度损失率。

• 泛霜：检验砖体内可溶性盐类在干燥环境下于表面析出（起霜）的现象。将试样在通风条件下干燥后，放入浅盘中注入蒸馏水，使砖底浸水，上方用玻璃罩密封，定期观察并记录表面盐析情况。泛霜严重会影响美观并可能导致表面粉化。

• 石灰爆裂：针对烧结砖。砖坯中若含过量生石灰颗粒，吸水后熟化膨胀，导致砖体局部爆裂剥落。检测方法是将试样置于蒸煮箱内，在压力下饱和蒸汽处理规定时间，冷却后检查表面爆裂点情况。

• 吸水率和饱和系数：吸水率反映材料开口孔隙率，饱和系数（24h冷水吸水率与沸煮5h后吸水率之比）反映其抵抗冻害的潜在能力。系数小，表明多数孔隙为小孔，吸水饱和速度慢，抗冻性好。

1.3 物理性能检测

• 体积密度：测量试样的干燥质量与其外形尺寸计算体积的比值，是评估砌块保温隔热性能和自重的重要参数。

• 孔洞率及孔洞结构（针对多孔砖、空心砖）：通过测量试件尺寸、计算表观体积，并结合其干燥质量、材料密度，计算总孔洞率。孔洞排列、尺寸及壁厚需符合标准要求。

• 干燥收缩（针对非烧结砖如粉煤灰砖）：测定试件在规定的温湿度条件下，达到平衡含水率后长度变化值与原始长度的比值。过大的干燥收缩易引起墙体开裂。

• 碳化系数（针对粉煤灰砖）：评价材料在大气中二氧化碳作用下的耐久性。试件在碳化试验箱中经历规定浓度的二氧化碳环境处理一定时间后，其碳化后抗压强度与未碳化抗压强度的比值。

• 放射性核素限量：使用低本底多道γ能谱仪检测材料中镭-226、钍-232、钾-40的比活度，计算内照射指数和外照射指数，确保其对室内环境的辐射安全。

1.4 几何尺寸与外观质量

• 尺寸偏差：使用砖用卡尺或卷尺测量样品的长度、宽度、高度，每个方向测量多个点，计算其平均值与公称尺寸的偏差。

• 外观缺陷：包括弯曲、缺棱掉角、裂纹长度等，通过专用靠尺、卡尺、钢直尺等工具进行测量，评估其完整性和美观性。

2. 检测范围与应用领域

检测需求覆盖材料生产、工程应用及质量监督全过程：

• 生产质量控制：砖及砌块生产企业在产品出厂前必须进行型式检验和出厂检验，以确保产品符合标准。

• 建筑工程验收：施工单位和监理单位对进入施工现场的材料进行复验，是工程验收的必要环节，重点为力学性能和耐久性。

• 节能建筑评估：对于自保温墙体体系，多孔砖和空心砌块的孔洞率、孔型排列及导热系数是关键的检测项目。

• 既有建筑诊断与改造：对旧建筑墙体材料进行性能评估（如强度、风化程度），为加固改造提供依据。

• 新型材料研发：在研发新型环保砖或复合砌块时，全面的性能检测是验证其可行性和优化配比的基础。

• 出口商品检验：满足进口国或国际相关标准要求，如欧盟的CE认证所需的相关性能测试。

3. 检测标准与规范

检测工作严格依据国家标准和行业规范进行，主要标准包括：

• 中国国家标准 (GB)

  • GB/T 5101-2017 《烧结普通砖》

  • GB/T 13544-2011 《烧结多孔砖和多孔砌块》

  • GB/T 13545-2014 《烧结空心砖和空心砌块》

  • GB/T 23945-2009 《蒸压粉煤灰砖》

  • GB 6566-2010 《建筑材料放射性核素限量》

  • GB/T 2542-2012 《砌墙砖试验方法》（涵盖了尺寸、外观、抗压、抗折、冻融、吸水率、泛霜、石灰爆裂、碳化等多类试验方法）

  • GB/T 4111-2013 《混凝土砌块和砖试验方法》

• 国际及其他地区标准

  • ISO 679:1989 水泥试验方法—强度的测定（相关原理参考）

  • ASTM C67/C67M: Standard Test Methods for Sampling and Testing Brick and Structural Clay Tile（美国材料与试验协会标准）

  • EN 771-1: Specification for masonry units - Part 1: Clay masonry units（欧洲标准）

4. 主要检测仪器设备

检测仪器的精度与稳定性是保证数据准确的前提。

• 力学试验机：用于抗压强度和抗折强度试验。需具备足够的量程和精度，能恒定速率加载，并配有专用的抗压夹具（如上下加压板）和抗折支座。

• 冻融试验箱：用于抗冻性试验。能够精确控制温度循环，通常要求降温及升温速率、最低温度（如-20℃±2℃）满足标准规定。

• 电热鼓风干燥箱：用于烘干试样至恒重，是测定吸水率、干燥收缩、体积密度等项目的预处理设备。

• 沸煮箱：用于石灰爆裂试验和饱和系数测定中的沸煮吸水过程。

• 泛霜试验装置：包括透明罩、浅盘及支撑架等，创造局部高湿环境。

• 碳化试验箱：能够控制箱内二氧化碳浓度（通常20%±3%）、温度（20℃±5℃）及湿度（70%±5%），用于碳化试验。

• 收缩仪或比长仪：用于精确测量干燥收缩试件的长度变化，测量精度需达微米级。

• 砖用卡尺及测量工具：包括分度值为0.5mm的砖用卡尺、钢直尺、塞尺、直角尺等，用于尺寸偏差和外观缺陷检测。

• 低本底多道γ能谱仪：用于放射性核素检测，需在低本底环境中使用，并对标准源进行校准。

• 电子天平：用于称量试件质量，量程和精度需满足试验要求。

综上所述，砖及砌块的检测是一个系统化、标准化的科学过程。随着建筑行业对材料性能要求的不断提高，检测技术也将朝着更加精细化、智能化和综合化的方向发展，为建筑安全、节能环保和可持续发展提供坚实的技术支撑。