《土木工程材料》课件.ppt

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1、第6章 砌筑材料,本章知识点【知识点】砖的种类，烧结普通砖的技术性能要求和优缺点，烧结多孔砖和空心砖的技术性能要求、特点和应用，蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖和炉渣砖的主要技术性能及选用，普通混凝土小型空心砌块、轻骨料混凝土小型空心砌块、蒸压加气混凝土砌块的性能特点与用途，石材的种类及选用。【重点】烧结砖、非烧结砖的技术性能，轻骨料混凝土小型空心砌块、蒸压加气混凝土砌块的性能特点及应用，各种砖和砌块的区别与技术标准。【难点】各种砖和砌块的生产原理和性能特点。,砌筑材料在土木工程尤其在房屋建筑工程建设中是使用广泛、用量较大的一类材料，在砌体工程中主要起结构承重、分隔围护、保温隔热、隔声降噪等作用，其类

2、型主要有砖、砌块（板材）和石材等。,长城,平遥古城,山陕甘会馆（河南开封）的砖砌墙体及砖雕艺术,用途广泛的各种砌筑材料,6.1 砖,砖是指以黏土、工业废料或其它地方物料为主要原料，经过不同工艺制成的砌筑用人造小型块材。砖的种类见表6-1。,表 6-1,烧结砖 1烧结普通砖 以黏土、页岩、粉煤灰、煤矸石等为主要原料，经配料、成型、焙烧等工艺而制成的实心砖称为烧结普通砖。黏土烧结普通砖有红砖和青砖之分。,黏土烧结普通砖,烧结砖,烧结普通黏土砖存在许多缺陷，如：生产时破坏农林用地、能耗大、成本高、施工效率低、劳动强度大、抗震性能差等。因此，我国已禁止生产和使用烧结普通黏土砖。,生产烧结普通黏土砖破坏

3、、占用大量农林用地,烧结砖,工作条件差、劳动强度大,烧结砖,能耗高 污染环境,烧结砖,（1）烧结普通砖的技术性能要求 国家标准烧结普通砖（GB/T5101-2003）规定，烧结普通砖的技术性能主要包括外形尺寸、外观质量、强度等级、抗风化性能、泛霜、石灰爆裂等方面，并据此将烧结普通砖分为优等品（A）、一等品（B）和合格品（C）三个质量等级。外形尺寸及允许偏差 烧结普通砖的形状为矩形六面体，公称尺寸为：240mm115mm53mm 240mm115mm面称为大面；240mm53mm面称为条面；115mm53mm面称为顶面。,烧结砖,如果按10mm的砌筑灰缝计算，则4块砖长、8块砖宽和16块砖厚均为

4、1m，1m3的砌体需用砖512块。砖的尺寸精度和偏差将直接影响砌体工程尺寸的准确度，烧结普通砖的外观尺寸允许偏差应符合表6-2规定。,烧结普通砖的公称尺寸及允许偏差 表 6-2,烧结砖,外观质量,烧结普通砖的外观质量 表 6-3,烧结砖,多孔砖裂纹通过孔洞时长度量法,缺棱掉角破坏尺寸量法,缺损在条、顶面上造成破坏面量法,烧结砖,裂纹长度量法,弯曲量法,杂质突出物量法,烧结砖,抗风化性能。抗风化性能是指在温度变化、干湿变化、冻融变化以及风吹日晒等因素作用下，材料不破坏并长期保持其原有性质的能力。烧结普通砖的抗风化性能除了与砖本身的性质有关之外，还与所处环境的风化指数有关。,烧结普通砖的风化,烧结

5、砖,风化指数是指某地区气温从正温降至负温或由负温升至正温的每年平均天数与每年从霜冻之日起至霜冻消失之日止期间降水总量（以mm计）平均值的乘积。风化指数12700的地区称为严重风化区；风化指数12700的地区称为非严重风化区。,我国风化区的划分 表 6-4,烧结砖,材料的抗风化性能是一个综合性指标，通常用抗冻性、吸水率和饱和系数（指砖在常温下浸水24h 的吸水率与5h沸煮后的吸水率之比）来评定，砖的抗风化性能要求见表6-5。,砖的抗风化性能 表 6-5,烧结砖,强度等级 烧结普通砖的强度等级测定应采用标准的试验方法，按式6-1、6-2分别计算出抗压强度标准值和变异系数后，分为MU30、MU25、

6、MU20、MU15、MU10共5个强度等级，见表6-6。,式中 10 块试样的抗压强度标准值（MPa）；强度变异系数（MPa）；抗压强度平均值（MPa）；S 强度标准差（MPa）。,（6-1）,（6-2）,烧结砖,1净浆层厚3mm；2净浆层厚5mm烧结普通砖试样,非烧结砖叠合示意,压力试验机,烧结砖,烧结普通砖的强度等级 表 6-6,（6-3）,（6-4）,烧结砖,泛霜 泛霜是指当砖的原料中含有可溶性盐类时，在使用过程中随着砖内水分蒸发在砖表面产生的析盐现象，一般在砖的表面形成絮团状斑点的白色粉末。如果溶盐为硫酸盐，当水分蒸发呈晶体析出时，还会产生膨胀，使砖的表面出现疏松、剥落现象。,砖泛霜现

7、象,烧结砖,轻微泛霜就能对清水墙建筑外观产生较大影响；中等程度泛霜的砖在潮湿环境使用78年后，会因盐析结晶膨胀使砖砌体表面发生粉化脱落现象，在干燥环境使用10年以后也会产生剥落；严重泛霜对砌体结构的危害性更大。,国家标准规定：优等品砖应无泛霜；一等品砖不允许出现中等泛霜；合格品砖不允许出现严重泛霜。,泛霜试验箱,烧结砖,石灰爆裂 石灰爆裂是指制作烧结普通砖坯体时，因所用的砂质黏土原料中夹杂有石灰石，在焙烧时分解成为生石灰，当砖吸水后由于生石灰逐渐熟化膨胀而产生的爆裂现象，使得砖的强度和耐久性降低。国家标准对砖的石灰爆裂有明确限定。,石灰爆裂现象,烧结砖,（2）烧结普通砖的应用 烧结普通砖的性能

8、特点是强度较高、耐久性较好和较强的隔声降噪能力，尤其来源广泛、便于就地取材、成本低廉、施工工艺简单。因此，烧结普通砖在土木工程中主要用于建筑墙体材料和砌筑柱、拱、烟囱、基础等。,砌筑墙体,烧结砖,砖砌烟囱,砖砌拱门,砖基础,烧结砖,2.烧结多孔砖和烧结空心砖 烧结多孔砖和烧结空心砖是以黏土、页岩、粉煤灰和煤矸石等为主要原料，经混料、制坯、干燥和焙烧而制成的非实心砖。烧结多孔砖的孔洞为竖向排列，孔的尺寸小、数量多、孔洞率15%，使用时孔洞方向平行于受力方向，主要用于承重部位，外形如图所示。,烧结多孔砖,烧结砖,烧结空心砖的孔洞为横向排列，孔的尺寸大、数量少、孔洞率40%，使用时孔洞方向垂直于受力

9、方向，在与砂浆的结合面上应有增加粘结力的凹陷槽，主要用于非承重部位，外形如下图所示。,烧结空心砖1顶面；2大面；3条面；l长度；b宽度；h高度,烧结砖,（1）烧结多孔砖和烧结空心砖的技术性能要求 外观尺寸及允许偏差 国家标准烧结多孔砖（GB135442000）和烧结空心砖（GB135452003），分别对烧结多孔砖的外观尺寸和烧结空心砖的外观尺寸有明确规定。,烧结多孔砖尺寸允许偏差 表 6-7,烧结砖,烧结空心砖尺寸允许偏差 表 6-8,孔洞尺寸、孔形孔洞率及孔洞排列,烧结多孔砖的孔洞尺寸 表 6-9,烧结砖,烧结多孔砖的孔形孔洞率及孔洞排列 表 6-10,烧结空心砖的孔洞排列及其结构 表 6

10、-11,烧结砖,烧结多孔砖的外观质量 表 6-12,外观质量 烧结多孔砖的外观质量主要从颜色一致性、完整面的个数、杂质在砖面上造成的高度、裂缝长度等方面进行检测评定，应符合表6-12中的规定。,烧结砖,烧结多空砖的外观质量主要从弯曲度、有无缺棱掉角及尺寸、裂缝长度、完整面个数以及有无欠火砖和酥砖等方面进行检测评定，应符合表6-13中的规定。,烧结空心砖的外观质量 表 6-13,烧结砖,强度等级 烧结空心砖的强度等级分为MU10.0、MU7.5、MU5.0、MU3.5、MU2.5共5个强度等级；同时又按表观密度大小划分为800、900、1000、1100共4个密度等级。,烧结空心砖强度 表 6-

11、14,烧结砖,（2）烧结多孔砖和烧结空心砖的性能特点及应用,烧结砖,非烧结砖 不需经过焙烧而制成的砖称为非烧结砖，也称为免烧砖。近些年来，无论是砖的原材料，或者是砖的制造工艺都发生了很大变化。从节能节地、利废再生、生态环保和持续发展的目标来看，非黏土砖和非烧结砖是砖材料的发展方向。1.蒸压灰砂砖 蒸压灰砂砖是以石灰（10%20%）和砂子（80%90%）为主要原料，根据需要可掺入颜料和外加剂，经配料、磨细、混合搅拌、陈化、压制成型和蒸压养护等工序而制成的实心砖或空心砖，目前，生产使用的主要是蒸压实心灰砂砖，简称灰砂砖。,灰砂砖的强度形成机理是，压制成型后的砖坯在蒸压养护压力0.81.0MPa、温

12、度175条件下，经过6h左右的湿热养护，使原本在常温常压下几乎不与Ca(OH)2反应的砂（晶态SiO2）产生具有胶凝能力的水化硅酸钙凝胶，水化硅酸钙凝胶与Ca(OH)2晶体共同把未反应的砂粒粘结起来，使砖具有强度。,蒸压灰砂砖,非烧结砖,蒸压灰砂砖的规格和烧结普通砖相同，颜色有本色（N）和彩色（Co）两类。国家标准蒸压灰砂砖（GB119451999），规定了蒸压灰砂砖的尺寸偏差和外观质量。强度等级根据抗压强度和抗折强度分为MU25、MU20、MU15、MU10四级。根据尺寸偏差、外观质量、强度及抗冻性指标，蒸压灰砂砖分为优等品（A）、一等品（B）和合格品（C）三个质量等级。灰砂砖的产品标识采用

13、产品名称（LSB）、颜色、强度等级、质量等级、标准编号的顺序进行产品标记。例如，强度等级为MU20、优等品的彩色灰砂砖标记为：LSB Co20AGB11945。,非烧结砖,灰砂砖的强度较高，表观密度较大，蓄热和隔声能力较强，大气稳定性好，干缩率和尺寸偏差较小，外形光滑平整，与砂浆的粘结力较差。灰砂砖主要用于工业与民用建筑的基础和墙体，其中MU10的灰砂砖仅可用于防潮层以上的建筑部位。,蒸压灰砂砖的强度等级和抗冻性指标 表 6-17,非烧结砖,2蒸压粉煤灰砖 蒸压粉煤灰砖是以粉煤灰、石灰或水泥为主要原料，掺加适量石膏、外加剂、颜料和骨料，经坯料制备、成型、高压或常压养护而制成的实心粉煤灰砖。蒸压

14、粉煤灰砖的尺寸规格与烧结普通砖相同，也有本色（N）和彩色（Co）两类。,蒸压粉煤灰砖,非烧结砖,行业标准粉煤灰砖（JC239-2001）规定，蒸压粉煤灰砖按抗压强度和抗折强度分为MU30、MU25、MU20、MU15、MU10共五个强度等级，见表6-18。根据蒸压粉煤灰砖的尺寸偏差、外观质量、强度等级、干燥收缩等项目，蒸压粉煤灰砖也分为优等品（A）、一等品（B）和合格品（C）三个质量等级。粉煤灰砖的产品标识方法与灰砂砖相同，其用途与灰砂砖基本相同，但用于基础或用于易受冻融和干湿交替作用的部位时，必须使用MU15及以上强度等级。,非烧结砖,3.炉渣砖 炉渣砖是以煤燃烧后的残渣为主要原料，配以一定

15、数量的石灰和少量石膏，经加水搅拌混合、压制成型、蒸养或蒸压养护而制成的实心砖，其颜色为灰黑色。炉渣砖的规格与烧结普通砖相同，按抗压强度和抗折强度分为MU20、MU15、MU10、MU7.5共四个强度等级，其用途同粉煤灰砖。,炉渣砖,非烧结砖,6.2 砌块,砌块是利用地方资源和工业废料生产的尺寸比砖大的砌筑材料。,砌块的种类,混凝土空心砌块 1.普通混凝土小型空心砌块 普通混凝土小型空心砌块主要由水泥、普通砂石骨料和外加剂经搅拌、成型和养护而制成。空心率为2550，表观密度为11001500kg/m3，主规格尺寸为390mm190mm190mm，其它规格可由供需双方协商确定，如图6-3。,图6-

16、3 混凝土小型空心砌块1-条面；2-座浆面（肋厚较小的面）；3-铺浆面（肋厚较大的面）；4-顶面；5-长度；6-宽度；7-高度；8-壁；9-肋,普通混凝土小型空心砌块按抗压强度分为MU3.5、MU5.0、MU7.5、MU10.0、MU15.0、MU20.0共六个强度等级，各强度等级的抗压强度值见表6-20。,普通混凝土小型空心砌块的强度等级 表 6-20,6.2.1 混凝土空心砌块,普通混凝土小型空心砌块按尺寸偏差和外观质量分为优等品（A）、一等品（B）和合格品（C）共3个质量等级。产品标识采用名称（NHB）、强度等级、外观质量等级和标准编号的顺序进行标记，例如强度等级为MU7.5、外观质量为

17、优等品（A）的混凝土小型空心砌块标记为NHBMU7.5AGB8239。普通混凝土小型空心砌块的吸水率和软化系数，对砌体的施工工艺及砌筑质量具有一定影响。通常，普通混凝土小型空心砌块的吸水率为6%8%，软化系数为0.850.95。另外，普通混凝土小型空心砌块也会因失水而产生收缩导致砌体开裂，因此普通混凝土小型空心砌块的相对含水率的控制符合表6-21 规定。,6.2.1 混凝土空心砌块,普通混凝土小型空心砌块的导热系数随孔型、排列方式以及空心率不同而有所差异，单排孔砌块的导热系数大于多排孔砌块的导热系数，空心率50%的普通混凝土小型空心砌块的导热系数为0.26W/（mK）。普通混凝土小型空心砌块适

18、用于地震烈度为8级以下的一般工业与民用建筑墙体，还可用于挡土墙、道路护坡、堤岸护坡等工程。,普通混凝土小型空心砌块的相对含水率 表 6-21,6.2.1 混凝土空心砌块,2.轻骨料混凝土小型空心砌块 轻骨料混凝土小型空心砌块是以水泥、轻骨料（陶粒、浮石、膨胀珍珠岩、煤渣和火山渣等）和水按一定比例混合，经搅拌、成型、养护而成的空心率大于25的轻质混凝土小型砌块。轻骨料混凝土小型空心砌块的主规格尺寸为390mm190mm190mm，其它规格尺寸可由供需双方商定。,轻骨料混凝土小型空心砌块,6.2.1 混凝土空心砌块,轻骨料混凝土小型空心砌块的类型,轻骨料混凝土小型空心砌块采用产品名称（LHB）、孔

19、洞排列类别、密度等级、强度等级、质量等级和标准编号的顺序进行标记。轻骨料混凝土小型空心砌块的吸水性较强、含水率较大，其抗冻性应符合表6-23中的要求。,6.2.1 混凝土空心砌块,与普通混凝土小型空心砌块相比，轻骨料混凝土小型空心砌块的表观密度较小（7001000 kg/m3）、抗震性以及综合性能更好，因此，轻骨料混凝土小型空心砌块在各种砌体工程尤其在房屋建筑工程中被广泛应用。,轻骨料混凝土小型空心砌块的抗冻性 表 6-23,6.2.1 混凝土空心砌块,蒸压加气混凝土砌块 蒸压加气混凝土砌块是以钙质材料（水泥、石灰）和硅质材料（石英砂、粉煤灰、粒化高炉矿渣等）为原料，加人铝粉加气剂，经磨细、搅

20、拌浇筑、发气膨胀、坯体切割、蒸压养护等工艺制成的一种轻质多孔砌块，如图6-4 所示。,蒸压加气混凝土砌块,蒸压加气混凝土砌块长度（L）为600（mm）；宽度（d）有九种规格：100、125、150、200、250、300或120、180、240（mm）；高度（h）有三种规格：200、250、300（mm）,蒸压加气混凝土砌块的类型,蒸压加气混凝土砌块采用产品名称、强度级别、干表观密度级别、规格尺寸、质量等级、标准编号的顺序进行标记。,蒸压加气混凝土砌块,蒸压加气混凝土砌块表观密度小，保温、隔声、耐火及抗震性能好，易加工，施工方便，但容易开裂，适用于低层建筑的承重墙和多层、高层建筑的非承重墙、隔

21、墙、填充墙。在无可靠防护措施时，不得长期浸水或经常受干湿交替作用，不得用于有侵蚀介质的环境、建筑物的基础和温度长期高于80的部位。,蒸压加气混凝土砌块的应用,蒸压加气混凝土砌块,粉煤灰砌块 粉煤灰砌块是以粉煤灰、石灰、石膏和骨料为原料，经加水搅拌、振动成型、蒸汽养护而制成的密实砌块，如图所示。粉煤灰砌块的主规格尺寸为880mm380mm240mm 和880mm430mm240mm。,粉煤灰砌块,粉煤灰砌块按立方体抗压强度分为MU10和MU13两个强度等级，见表6-26；按尺寸偏差、外观质量、干缩性分为一等品（B）和合格品（C）两个质量等级。,粉煤灰砌块的强度等级 表 6-26,粉煤灰砌块适用于

22、工业与民用建筑的墙体和基础，但不宜用于有酸性介质侵蚀、密封性要求较高及易受较大振动的建筑物，也不宜用于经常处于高温或经常受潮的承重墙。,粉煤灰砌块,6.3 砌筑石材,石材是最古老的土木工程材料之一，天然石材藏量丰富、分布广泛、便于就地取材、坚固耐用，但天然石材自重大，开采加工和运输成本较高，利用天然石材边角料生产的人造石材使石材的应用领域得到了较大扩展。,6.3.1 天然石材 1天然石材的类别 天然石材的种类很多，目前主要从岩石的形成条件和外观形状等方面进行分类。,石材的类别（按岩石成因）表 6-27,石材的类别（按外形分类）表 6-28,天然石材,2天然石材的技术性质,表 6-29,天然石材

23、,天然石材,石板材的生产线,天然石材,大理石板材,天然石材,花岗石板材,天然石材,青石雕刻,天然石材,3天然石材的选用 天然石材的选用应根据工程的类型、环境条件等因素，综合考虑其适用性、经济性和安全性。适用性主要考虑天然石材的力学性质、耐久性等技术性质能否满足使用要求。如承重石材应主要考虑其强度等级、耐久性、抗冻性；地面、台阶用石材应主要考虑其坚韧耐磨性；在“酸雨”现象较为严重的地区，大理石则不宜用于室外，因为“酸雨”容易与大理石中的主要成分氧化钙发生中性化反应，使大理石材遭到破坏。天然石材密度大、开采困难、不宜长途运输、成本较高，因此应充分利用地方资源，尽可能就地取材，以降低工程成本。,天然石材,人造石材 人造石材是以天然大理石、天然花岗岩为碎料，以石英砂、石碴为骨料，以水泥或树脂为胶结料，经拌和、成型、聚合或养护后，再研磨抛光和切割而成，主要品种有人造大理石、人造花岗石和水磨石等装饰板材及面材，不但具有天然石材的质感和效果，而且花色、纹理、形状等可以根据要求使其多样化。,色彩、文理各异的人造石材,按照所使用的胶结材料种类，人造石材可分为水泥型人造石材和聚酯型人造石材。,人造石材,