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1、任务1 砌体材料的检测、评定与选择,本章学习指导,本章共2个知识点。本章的教学目标是：掌握常用的几种砌墙砖，包括烧结砖和蒸养蒸压砖的性能及应用特点。并理解为何要限制烧结粘土砖。掌握混凝土砌块、加气混凝土砌块的性能及应用特点。本章的难点是加气混凝土砌块的性能特点。建议学习从砌筑材料的组成结构来理解其性能特点，进而灵活掌握其应用。,历史的启迪,嵩岳寺塔是中国现存最早的砖塔，该塔建于北魏孝明帝正光元年（公元520年），距今已有1480年的历史。整个塔室上下贯通，呈圆筒状。全塔刚劲雄伟，轻快秀丽，建筑工艺极为精巧。该塔虽高大挺拔，但却是用砖和黄泥粘砌而成，塔砖小而且簿，历经千余年风霜雨露侵蚀而依然坚固
2、不坏，至今保存完好，充分证明我国古代建筑工艺之高妙。嵩岳寺塔无论在建筑艺术上，还是在建筑材料及技术方面，都是中国和世界古代建筑史上的一件珍品。,中国现存最早的砖塔,基础知识,1.1 砖,1.1.2 烧结多孔砖空心砖,1.1.1 烧结普通砖,1.1.3 非烧结砖,1.1.1 烧结普通砖,凡通过焙烧而得的普通砖，称为烧结普通砖。烧结普通砖是以粘土、页岩、煤矸石、粉煤灰为主要原材料，经焙烧而成的尺寸为24011553直角六面体块材。,1.品种,按原材料不同分：粘土砖、页岩砖按焙烧火候分：正火砖、过火砖、欠火砖按颜色不同分：红砖、青砖 粘土质材料在一定温度下，其中的铝硅酸盐矿物部分熔融，冷却后将其余矿
3、物颗粒粘结成一体，保持砖坯的形体，并具有一定的物理、力学性能。这一工艺称为“烧结”或“焙烧”。烧结普通砖俗称小砖、标准砖、实心砖等。,2.主要技术性能及其指标,尺寸规格标准尺寸：24011553mm尺寸特点：4240+40=1000 8115+80=1000 1653+160=1000该尺寸的作用？,估算砌体的大约用砖量。1m3砖砌体的大约用砖量？4816=512块国家标准规定：尺寸允许偏差,3.外观质量,烧结普通砖的优等品颜色应基本一致，一等品和合格品颜色无要求。其它外观质量应包括：两条面的高度差弯曲杂质凸出高度缺棱掉角情况裂纹长度完整面颜色,(1)外观质量检测与评定,图1 砖尺寸量法,图2
4、 缺棱掉角破坏尺寸量法l-长度方向的投影量；b-宽度方向的投影量d-高度方向的投影量,外观质量检测与评定,图3 裂纹长度量法,图4 多孔砖裂纹通过孔洞时长度量法,外观质量检测与评定,图5 弯曲量法,图6 杂质凸出量法,4.强度等级,随机抽取试样：10块制作砖试件：力学试验：测定其最大破坏荷载计算其强度值判断强度等级强度等级：30、25、20、15、10,每块试件的抗压强度按下试计算（精确至0.1Mpa）：,5.风化性能,砖在干湿变化、温度变化、冻融变化等气候条件下抵抗破坏的能力。砖的抗风化性能用抗冻融试验或吸水率试验来衡量。标准GBS101-2000规定，黑龙江。吉林。辽宁。内蒙古、新疆等五省
5、、区必须进行冻融试验；其它地区，砖的吸水率满足表2.1.3（P47），可不做冻融试验。,6.烧结普通砖的质量等级,强度和抗风化性能合格的砖，根据尺寸偏差、外观质量、泛霜和石灰爆裂等分为优等品（A）、一等品（B）和合格品（C）三个质量等级。,观察与讨论,烧结普通砖的盐析现象,请观察右图，分析烧结普通砖表面产生白霜的原因及其后果。理解为何烧结普通砖的技术要求中规定优等品无泛霜，合格品不允许出现严重泛霜。,普通砖表面的白霜,烧结普通砖的盐析现象,砖的使用过程中的盐析现象称为泛霜。由于砖内含有硫酸钠等可溶性盐，这些可溶性盐受潮吸水溶解后，随水分蒸发向砖表面迁移，并在过饱和下结晶析出，产生膨胀，从而使砖
6、表面结构疏松，导致砖的强度降低。泛霜还会导致砖面与砂浆抹面层剥离。,观察与讨论,石灰爆裂现象,请观察右图，分析烧结普通砖出现石灰爆裂的原因及其后果。在实际工程中，应该如何做好预防措施。,石灰爆裂,石灰爆裂现象,当原料土中夹杂有石灰质时，则烧砖时将被烧成过火的石灰留在砖中。石灰有时也由掺入的内燃料（煤渣）带入。这些石灰在砖体内吸水消化时产生体积膨胀，导致砖发生胀裂破坏，这种现象称为石灰爆裂。石灰爆裂对砖砌体影响较大，轻者影响外观，重者将使砖砌体强度降低直至破坏。砖中石灰质颗粒越大，含量越多，则对砖砌体强度影响越大。,欠火砖与过火砖,烧结砖的形成是砖坯经高温焙烧，使部分物质熔融，冷凝后将未经熔融的
7、颗粒粘结在一起成为整体。当焙烧温度不足时，熔融物太少，难以充满砖体内部，粘结不牢，这种砖称为欠火砖。欠火砖孔隙率大，强度低，抗冻性差，外观颜色较浅，为有缺陷砖。当焙烧温度过高时，砖内熔融物过多，造成高温下的砖体变软，此时砖在点支撑下易产生弯曲变形，这种砖为过火砖。它也属于有缺陷砖。欠火砖与过火砖均为不合格产品。,（7）烧结普通砖的优缺点,优点,缺点,传统墙体材料具有较高的强度和耐久性孔隙率较大，具有较好的保温隔热性能和隔声吸声性能,块体小，施工效率低自重大产生能耗高粘土砖所用原料粘土，需毁田取土，挤占耕地抗震性能差,8.烧结普通砖的应用与发展,应用外墙围护结构内墙隔断烟囱、拱、柱、沟道等,发展
8、孔洞率较大的多孔砖和空心砖利用工业废料砌块和墙用板材,9.烧结普通砖的验收、运输、保管,（1）标志：必须有出厂产品质量合格证，其中包括生产厂名、产品标记、批量及编号、证书编号、实测技术性能和生产日期。并有检验员和承检单位签章。（2）运输：（3）验收：验收项目有外观质量、尺寸偏差、强度等级、抗风化性能、石灰爆裂和泛霜。,1.1.2 烧结多孔砖与空心砖,烧结多孔砖与烧结空心砖比较,烧结多孔砖,烧结多孔砖内的孔洞尺寸小而数量多，孔洞分布在大面尚且均匀合理，非孔部分砖体较密实，所以强度较高。工程中使用时常以孔洞垂直于承压面，以充分利用砖的抗压强度。其规格和孔洞尺寸的规定见表2.1.5及图2.1.1；,
9、烧结多孔砖,烧结多孔砖的验收、运输和保管 同普通砖,但验收时增加孔形空洞率及空洞排列的项目。按相应的标准，其中有一项不合格则该批产品就判为不合格。,烧结空心砖和空心砌块,孔洞个数较少但洞腔大，孔洞垂直于顶面平行于大面。使用时大面受压，所以这种砖的孔洞与承压面平行。烧结空心砖自重较轻，可减轻墙体自重，改善墙体的热工性能等，但强度不高，因而多用作非承重墙，如多层建筑内隔墙或框架结构的填充墙等。,烧结空心砖和空心砌块,形状与规格尺寸 外形为直角六面体。在与砂浆的接触面上应设有增加结合力的深度1mm以上的凹槽。空心砖的长度、宽度、高度尺寸应符合下列之一的要求：长度 290、240、190 mm；宽度
10、240、190、180、175、140、115 mm；高度 90 mm。强度及密度等级、质量等级 根据抗压强度分为MU10、MU7.5、MU5、MU3.5、MU2.5五个强度等级,同时按体积密度分为800、900、1000、1100四个密度级别，每个密度级别根据空洞及其排数、外观质量、强度等级和物理性能分为优等品（A）、一等品（B）和合格品（C）三个质量等级。,1.1.3 非烧结砖（灰砂砖、粉煤灰砖）,生产工艺：蒸压养护型外形：六面体形（240mm115mm53mm）强度等级：MU25、MU20、MU15、MU10质量等级：优等品（A）、一等品（B）与合格品（C）应用：建筑基础、墙体不能使用的
11、部位：长期受热、受急冷急热、有酸性腐蚀的环境,蒸压灰砂砖,蒸压灰砂砖是以石灰和砂为主要原料，允许掺入颜料和外加剂，经坯料制备、压制成型、蒸压养护而成的实心砖，简称灰砂砖。,蒸压灰砂砖,工程实例分析,1.1 砖,(1)含可溶性盐较高的烧结粘土砖寿命较短,(2)某砖混结构浸水后倒塌,(3)灰砂砖墙体裂缝,工程实例分析,1.1 砖,(1)含可溶性盐较高的烧结粘土砖寿命较短,(2)某砖混结构浸水后倒塌,(3)灰砂砖墙体裂缝,(1)含可溶性盐较高的烧结粘土砖寿命较短,图A和图B是海南某地烧结粘土砖墙和花岗岩石墙。几年后烧结粘土砖墙出现明显腐蚀，而花岗岩石墙无此现象。,图A 烧结粘土砖墙 图B 花岗岩石墙
12、,(1)含可溶性盐较高的烧结粘土砖寿命较短,海南等沿海地区气候潮湿，而且空气中含较多的盐、碱等腐蚀介质，因此部分含可溶性盐较高的烧结粘土砖出现盐析，并导致砖的使用寿命缩短。而花岗岩表观密度大、内部结构致密、孔隙率小、吸水率低，耐盐碱腐蚀能力强，耐久性好。,(2)某砖混结构浸水后倒塌,某县城于1997年7月8日至10日遭受洪灾，某住宅楼底部单车库进水，12日上午倒塌，墙体破坏后部分呈粉末状，该楼为五层半砖砌体承重结构。在残存北纵墙基础上随机抽取20块砖试验进行试验。自然状态下实测抗压强度平均值为5.85 MPa，低于设计要求的MU10砖抗压强度。从砖厂成品堆中随机抽取了砖测试，抗压强度十分离散，
13、高的达21.8MPa，低的仅5.1MPa。请对其砌体材料进行分析讨论。,(2)某砖混结构浸水后倒塌,砖的质量差。设计要求使用MU10砖，而在施工时使用的砖大部分为MU7.5，现场检测结果砖的强度低于MU7.5。该砖厂土质不好，砖匀质性差。砖的软化系数小，且被积水浸泡过，强度大幅度下降，故部分砖破坏后呈粉末状。另外，砌筑砂浆强度较低也是原因之一。,(3)灰砂砖墙体裂缝,新疆某石油基地库房砌筑采用蒸压灰砂砖，由于工期紧，灰砂砖亦紧俏。出厂四天的灰砂砖即砌筑。8月完工，后发现墙体有较多垂直裂缝，至11月底裂缝基本固定。,(3)灰砂砖墙体裂缝,首先是砖出厂到上墙时间太短，灰砂砖出釜后含水量随时间而减少
14、，20多天后才基本稳定。出釜时间太短必然导致灰砂砖干缩大。气温影响。砌筑时气温很高，而几个月后气温明显下降，因温差导致温度变形。灰砂砖表面光滑，砂浆与砖的粘结程度低。需要说明的是灰砂砖砌体的抗剪强度普遍低于普通粘土砖。,基础知识,1.2 砌块及墙体材料的发展,1.2.1 砌块的定义与分类,1.2.2 常用砌块的性能与应用,1.2.3 新型墙体材料的发展,1.2.1 砌块的定义与分类,砌块是砌筑用的人造块材。砌块系列中主规格的长度、宽度或高度有一项或以上分别大于365 mm、240 mm或115 mm。但高度不大于长度或宽度的6倍，长度不超过高度的3倍。,陶粒混凝土小型空心砌块 钢丝网架聚苯乙烯
15、夹芯板,分类：按有无孔洞分：实心砌块（空心率25）、空心砌块（空心率25）按大小分：小型砌块、中型砌块、大型砌块按原材料分：水泥混凝土砌块、粉煤灰砌块、加气混凝土砌块、轻集料混凝土砌块等优点：块体较大，施工效率较高，且施工机械化程度较高；改善建筑物功能原材料丰富，可充分利用地方资源和工业废料,1.2.2-1 混凝土小型空心砌块,定义 混凝土小型空心砌块是以水泥、砂、石等普通混凝土材料制成。空心率为2550%的。技术性能规格：390190190mm强度等级：MU3.5、MU5.0、MU7.5、MU10.0、MU15.0、MU20.0体积密度等级（6个）：B03 B04 B05 B06 B07 B
16、08质量等级：优等品（A）、一等品（B）与合格品（C）应用：建造地震设计烈度为度及度以下地区的各种建筑墙体，包括高层与大跨度的建筑。,1.2.2-2 粉煤灰砌块,粉煤灰砌块又称粉煤灰硅酸盐砌块，是以粉煤灰、石灰、石膏和集料(如煤渣、硬矿渣)等原料制成的密实砌块，主规格外形尺寸为 880380240mm，880430240mm。粉煤灰砌块的强度等级、质量等级、立方体抗压强度、碳化后强度、抗冻性能和密度见表2.1.18。粉煤灰砌块适用于民用和工业建筑的墙体和基础，但不宜用于具有酸性侵蚀介质和经常处于高温(如炼钢车间）环境下的建筑物。,粉煤灰砌块,1.2.2-3 蒸压加气混凝土砌块（ACB）,1.规
17、格尺寸 蒸压加气混凝土砌块(简称加气混凝土砌块)是以钙质材料(水泥、石灰等)和矿质材料(矿渣、砂、粉煤灰等)及加气剂(铝粉)制成的。尺寸有：长为600 mm；高为200、250、300mm；宽为100、125、150、200、250、300mm 或 120、180、240mm。,1.2.2-3 蒸压加气混凝土砌块,2.主要技术性能强度等级（7个）：A1.0、A2.0、A2.5、A3.5、A5.0、A7.5、A10.0体积密度等级（6个）：B03 B04 B05 B06 B07 B08质量等级：优等品（A）、一等品（B）与合格品（C）,1.2.2-3 蒸压加气混凝土砌块,加气混凝土砌块具有体积密
18、度小，保温及耐火性、抗震性能强、易于施工等特点，适用于低层建筑的承重墙，多层的间隔墙和高层框架结构的填充墙。在无可靠的防护措施时，不得用于处在风中或高湿度和有侵蚀介质环境，也不得用于基础和长期高于80的建筑部位。3.验收、运输和保管(1)标志：应有产品质量说明书。(2)储存：应存放5天后才能出厂(3)运输：(4)检验：4.用途,1.2.3 新型墙体材料的发展,砌体材料主要用于砌筑墙体。墙体材料的改革是一个重要而难度大的问题，发展新型墙体材料不仅是取代实心粘土砖的问题，首要是保护环境、节约资源、能源；另外是满足建筑结构体系的发展，包括抗震以及多功能；还有是给传统建筑行业带来变革性新工艺，摆脱人海
19、式施工，采用工厂化、现代化、集约化施工。新型墙体材料正朝着大型化、轻质化、节能化、利废化、复合化、装饰化以及集约化等方面发展。墙体材料除砖与砌块外，还有墙用板材。,墙用板材,墙用板材,墙用板材,墙用板材,观察与讨论,1.2 砌块及墙体材料的发展,(1)粘土砖与加气混凝土砌块吸水率的比较,(2)钢丝网架水泥聚苯乙烯夹心板,(1)粘土砖与加气混凝土砌块吸水率的比较,从新断面可见，水已渗入实心粘土砖内部，而仅渗入加气混凝土砌块表面。之所以有这样的差异，是其孔结构不同造成的。加气混凝土砌块为多孔结构，其孔是封闭的、不连通的小孔，故水难以渗入到其内部。实心粘土砖虽也是多孔结构，但其孔径大，且有大量连通孔
20、存在。封闭不连通的小孔可以有效的阻止水的渗透；孔径大且存在连通孔则为水的渗透提供了条件。,(1)粘土砖与加气混凝土砌块吸水率的比较,将粘土砖与加气混凝土砌块分别在水中浸泡2 min后，再分别敲开，观察新断面中孔的大小、形状分布及水渗入的程度，请分析其吸水率不同的原因。,图A 粘土砖吸水 图B 加气混凝土砌块吸水,(2)钢丝网架水泥聚苯乙烯夹心板,下图为某复合墙板的宏观构造图，请讨论各层材料的作用。,钢丝网架水泥聚苯乙烯夹心板,(2)钢丝网架水泥聚苯乙烯夹心板,从上图中可见，该墙板由四种不同的材料构成，分别是：装饰层、水泥砂浆面层、钢筋网肋片和聚苯乙烯。各层分别有不同的作用。装饰层起到美观的效果
21、；水泥砂浆面层作为钢筋网肋片和装饰层之间的过渡，可抹平钢筋网肋片，使装饰层平整易施工；钢筋网肋片提供墙体所需要的强度；聚苯乙烯芯材由于轻质，可降低墙体重量，同时由于多孔，可起到保温的作用。各种材料综合作用，使墙体材料具备高的性能。,工程实例分析,1.2 砌块及墙体材料的发展,顶层墙体开裂,某四层砖混结构的平屋面住宅在竣工两年后，在顶层墙体出现正八字裂缝。,顶层墙体开裂,由于平屋面和墙体所受高温和太阳辐射不同，温度差异大，如有的地区夏季屋面上表面最高温度可达60，而顶层内墙体的平均最高温度仅为30左右。其他各层楼板和墙体的温度逐层降低。为此，建筑物的变形出现明显差异，其中层盖顶板与墙体的变形差异
22、最大，顶板对墙体产生水平推力，导致墙体开裂，形成八字缝。需要说明的是，在屋面上设通风隔热层，可大大减少顶板与墙体温差，对防止墙体开裂有利。屋面板表面的保温防水材料宜用浅色材料，减少吸收辐射热。,创新能力培养,提高灰砂砖与砂浆粘结强度问题,现一般生产的灰砂砖表面光滑，与普通砌筑砂浆的粘结不够理想。请讨论解决此问题可有哪些途径。,提高灰砂砖与砂浆粘结强度问题,创造思维其中的一种典型形式为发散与集中思维。在创造过程中，经二者多次循环，直至解决问题。光滑灰砂砖与砂浆粘结不牢的问题，既可从砖及砂浆分别考虑，亦可双管齐下。A.灰砂砖表面的改进，如压砖模具改为有表面波纹，使砖表面略粗糙；B.生产粘结力更强的
23、砂浆。,常见问题及解答,1-1 多孔砖与空心砖有何异同？,1-2 在加气混凝土砌块砌筑的墙上抹普通水泥砂浆层，为什么砂浆容易出现干裂或空鼓？,1-3 为什么轻集料混凝土小型空心砌块用于墙体时要设置伸缩缝？,1-1 解答,1-2 解答,1-3 解答,1-4 解释制成红砖与青砖的原理？,1-4 解答,常见问题及解答,1-5 某烧结普通砖试验，10块砖样的抗压强度值分别为：14.2、21.1、9.5、22.9、13.3、18.8、18.2、18.2、19.8、19.8（MPa），试确定该砖的强度等级。,1-5 解答,常见问题及解答,1-1 多孔砖与空心砖有何异同？解答：(1)两种砖孔洞率要求均为等于
24、或大于15；(2)多孔砖孔的尺寸小而数量多，空心砖孔的尺寸大而数量小；(3)多孔砖常用于承重部位，空心砖常用于非承重部位。,常见问题及解答,1-2 在加气混凝土砌块砌筑的墙上抹普通水泥砂浆层，为什么砂浆容易出现干裂或空鼓？解答：加气混凝土砌块的气孔大部分是“墨水瓶”结构，只有小部分是水分蒸发形成的毛细孔，肚大口小。用普通水泥砂浆抹灰易被加气混凝土吸去水分，而易产生干裂或空鼓。故且采用保水性好、粘结强度高的砂浆。,常见问题及解答,1-3 为什么轻集料混凝土小型空心砌块用于墙体时要设置伸缩缝？解答：这是由于轻集料混凝土小型空心砌块的温度变形和干缩变形大于烧结普通砖，为防裂缝，可根据具体情况设置伸缩
25、缝，在必要的部位增加构造钢筋。,常见问题及解答,1-4 解释制成红砖与青砖的原理？解答：焙烧是制砖最重要的环节。当砖坯在氧化气氛中烧成出窑，砖中的铁质形成了红色的Fe2O3，则制得红砖。若砖坯在氧化气氛中烧成后，再经浇水闷窑，使窑内形成还原气氛，促使砖内的红色高阶氧化铁（Fe2O3）还原成青灰色的低价氧化铁(FeO)，即制得青砖。粘土砖焙烧温度为950左右烧出的砖色泽多为红色。这是由于砖中的着色矿物，如在氧化气氛中保温、冷却时，铁形成了呈红色的Fe2O3之故。而为获得青色，则焙烧开始阶段在氧化气氛中，达到焙烧温度后，封闭火门，隔绝空气流入，并配合从窑顶洇水入窑，产生大量水蒸汽，转变成缺氧环境，使砖在还原气氛里保温、冷却。这时，砖中形成的是呈青灰色的氧化铁(FeO)，制得青砖。,1-5 某烧结普通砖试验，10块砖样的抗压强度值分别为：14.2、21.1、9.5、22.9、13.3、18.8、18.2、18.2、19.8、19.8（MPa），试确定该砖的强度等级。,解计算10块试样的抗压强度平均值为：,由表2.1.1，知该砖的强度等级为 MU10。,
