第5章 砌體材料((同濟劉正武))

1、概概 述述 砌體材料： 在建筑中起承重、維護或分隔作用。常用的有 磚砌塊、石材和砂漿等。砌體材料用得較多的是墻 體材料。目前我國燒結(jié)粘土磚仍占有一定的用量。 5.15.1砌砌 墻墻 磚磚一、 概述 1、定義 砌筑用的人造小型石材，外形皆為直角六面體， 其長度不超過115mm。 2、分類 （1）按孔洞率v 實心磚：孔洞率小于15%，尺寸為24011553 單位：mm。v 多孔磚：孔洞率不小于25%，孔的尺寸小而數(shù)量多v 空心磚：孔洞率不小于40%，孔的尺寸大而數(shù)量少（2）按制造工藝v燒結(jié)磚燒結(jié)磚：經(jīng)焙燒而制成的磚。經(jīng)焙燒而制成的磚。v蒸養(yǎng)磚蒸養(yǎng)磚：經(jīng)常壓蒸汽養(yǎng)護硬化而成的磚。經(jīng)常壓蒸汽養(yǎng)護硬化而

2、成的磚。v蒸壓磚蒸壓磚：經(jīng)高壓蒸汽養(yǎng)護硬化而成的磚。：經(jīng)高壓蒸汽養(yǎng)護硬化而成的磚。v免燒磚免燒磚：以自然養(yǎng)護而成，如非燒結(jié)粘土磚。：以自然養(yǎng)護而成，如非燒結(jié)粘土磚。5.1.1 燒結(jié)磚以粘土、頁巖、煤矸石或粉煤灰為原料，經(jīng)成型及焙燒所得的磚。分類：按有無穿孔分為： 燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚、燒 結(jié)空心磚。按主要成分分為： 燒結(jié)粘土磚(N)、燒結(jié)頁巖磚(Y)、 燒結(jié)煤矸石磚(M)、燒結(jié)粉 煤灰磚(F)。粘土具有獨特的可塑性與結(jié)合性，即成型性能與燒成性能。粘土加水調(diào)拌成為軟泥，經(jīng)塑造成型、施釉加彩、高溫焙燒等工藝過程即成為致密堅硬的陶瓷器皿。這種性能，構(gòu)成了陶瓷生產(chǎn)工藝基礎。所以粘土是制造陶瓷的基本原

3、料。頁巖（Shale）由黏土物質(zhì)硬化形成的微小顆粒易裂碎，很容易分裂成為明顯的巖層。粘土巖的一種。成分復雜，除粘土礦物外，還含有許多碎屑礦物和自生礦物。具頁狀或薄片狀層理。用硬物擊打易裂成碎片。是由粘土物質(zhì)經(jīng)壓實作用、脫水作用、重結(jié)晶作用后形成。頁巖抵抗風化的能力弱，在地形上往往因侵蝕形成低山、谷地。頁巖不透水，在地下水分布中往往成為隔水層。 煤矸石（gan shi） 煤伴生廢石。在掘進、開采和洗煤過程中排出的固體廢物。是碳質(zhì)、泥質(zhì)和砂質(zhì)頁巖的混合物，具有低發(fā)熱值。含碳20%30%有些含腐殖酸。中國歷年已積存煤矸石約1000Mt，并且每年仍繼續(xù)排放約100Mt，不僅堆積占地，而且還能自燃污染空

4、氣或引起火災。目前煤矸石主要被用于生產(chǎn)矸石水泥、混凝土的輕質(zhì)骨料、耐火磚等建筑材料，此外還可用于回收煤炭，煤與矸石混燒發(fā)電，制取結(jié)晶氯化鋁、水玻璃等化工產(chǎn)品以及提取貴重稀有金屬，也可作肥料。 礦業(yè)固體廢物的一種，洗煤廠的洗矸、煤炭生產(chǎn)中的手選矸、半煤巷和巖巷掘進中排出的煤和巖石以及和煤矸石一起堆放的煤系之外的白矸 隧道窯始于1765年，當時只能燒陶瓷的釉上彩，到了1810年，有可以用來燒磚或陶器的，從1906年起，才用來燒瓷胎。最初著名的隧道窯，是?；鶄愂剑搅?910年以后，就漸漸有了許多改進的方式。 隧道窯一般是一條長的直線形隧道，其兩側(cè)及頂部有固定的墻壁及拱頂，底部鋪設的軌道上運行著窯車

5、。燃燒設備設在隧道窯的中部兩側(cè)，構(gòu)成了固定的高溫帶-燒成帶，燃燒產(chǎn)生的高溫煙氣在隧道窯前端煙囪或引風機的作用下，沿著隧道向窯頭方向流動，同時逐步地預熱進入窯內(nèi)的制品，這一段構(gòu)成了隧道窯的預熱帶。在隧道窯的窯尾鼓入冷風，冷卻隧道窯內(nèi)后一段的制品，鼓入的冷風流經(jīng)制品而被加熱后，再抽出送入干燥器作為干燥生坯的熱源，這一段便構(gòu)成了隧道窯的冷卻帶。 在臺車上放置裝入陶瓷制品的匣缽，連續(xù)地由預熱帶的入口慢慢地推入（常用機械推入），而載有燒成品的臺車，就由冷卻帶的出口漸次被推出來（約1小時左右，推出一車）。2101iiFf91s（一）燒結(jié)普通磚（一）燒結(jié)普通磚_kff1.8s以粘土、頁巖、煤矸石或粉煤灰為原

6、料制得的沒有孔洞或孔洞率（磚面上孔洞總面積占磚面積的百分率）小于15%的燒結(jié)磚稱燒結(jié)普通磚。5.1.1 生產(chǎn)工藝簡介生產(chǎn)工藝簡介5.1.1.1 原料原料主要用粘土,是一種多種礦物組成的混合物。還可利用頁巖、煤矸石、粉煤灰等為原料來制造燒結(jié)磚，但要加入一定量的粘土。5.1.1.2 焙燒焙燒磚窯中升溫至9001050，粘土中出現(xiàn)玻璃液態(tài)相，填塞未熔顆粒間空隙，磚坯出現(xiàn)孔隙率下降和體積收縮，密實，強度增大。焙燒窯中為氧化氣氛時（敞窯）燒制得紅磚，焙燒窯中為還原氣氛時（悶窯）燒制得青磚。青磚比紅磚結(jié)實、耐堿，耐久性好。磚坯在燒制過程中要控制好窯溫，避免產(chǎn)生欠火磚（嫩火磚）和過火磚（老火磚）。欠火磚強度

7、低、耐久性差；過火磚強度高，但形狀不規(guī)則。_kff1.8s5.1.2 燒結(jié)普通磚的技術(shù)性能指標燒結(jié)普通磚的技術(shù)性能指標（1 1）形狀尺寸）形狀尺寸 標準尺寸：240mm115mm53mm，分大面，條面，頂面。（2 2）質(zhì)量等級：質(zhì)量等級： 強度和抗風化性能合格的磚根據(jù)尺寸偏差、外觀質(zhì)量、泛霜和石灰爆裂分優(yōu)等品(A)、一等品(B)、合格品(C)三個質(zhì)量等級。（3 3）強度等級）強度等級 燒結(jié)普通磚是通過取燒結(jié)普通磚是通過取1010塊磚試樣進行抗擊強度試驗，塊磚試樣進行抗擊強度試驗，根據(jù)抗擊強度值平均值和強度標準值來劃分。見表根據(jù)抗擊強度值平均值和強度標準值來劃分。見表5-15-1（p89p89）

8、sf S S1010塊磚試樣的抗壓強度標準差塊磚試樣的抗壓強度標準差,MPa ,MPa f1 1）計算參數(shù)）計算參數(shù) 為為1010塊磚試樣的平均值，塊磚試樣的平均值，MPaMPa。 fi fi單塊磚的抗壓強度值，單塊磚的抗壓強度值，MPaMPa。 f fk k燒結(jié)普通磚的抗壓強度標準值，燒結(jié)普通磚的抗壓強度標準值，MPaMPa 變異系數(shù)變異系數(shù)0.210.21，評定方法：，評定方法：抗壓強度值平均值和強度標準值抗壓強度值平均值和強度標準值0.210.21，評定方法：，評定方法：抗壓強度值平均值和單個測定最小值值抗壓強度值平均值和單個測定最小值值 2 2）強度等級評定）強度等級評定（4 4）泛霜

9、：）泛霜： 磚內(nèi)可溶性鹽類在使用過程中在磚的表面析出一層白霜，有損建筑物外觀，引起磚表層酥松，破壞磚與砂漿的粘結(jié)。（5 5）石灰爆裂：）石灰爆裂： 磚內(nèi)未熟化石灰吸水后產(chǎn)生體積膨脹，表面剝落、脫皮，嚴重的造成結(jié)構(gòu)破壞。（6 6）抗風化性能：抗風化性能： 指在干濕變化、溫度變化、凍 融變化等因素作用下，不被破 壞并長期保持其原有性質(zhì)的能力?？癸L化性能越強，耐久性越好。是一項綜合性指標，用凍融試驗、5h沸煮吸水率和飽和系數(shù)檢驗。見表5-2（p90）_kff1.8s6.1.3 應用應用用作建筑維護結(jié)構(gòu)，砌筑柱、拱、煙囪、窯身、溝道及基礎等；與輕骨料混凝土、加氣混凝土、巖棉等隔熱材料配套使用，砌成兩面

10、為磚、中間填以輕質(zhì)材料的輕體墻；在砌體中配置適當?shù)匿摻罨蜾摻罹W(wǎng)成為配筋砌體，代替鋼筋混凝土柱、過梁等。( (二二) )燒結(jié)多孔磚和燒結(jié)燒結(jié)多孔磚和燒結(jié)空心磚空心磚用燒結(jié)多孔磚和燒結(jié)空心磚代替燒結(jié)普通磚可減輕建筑物自重、節(jié)約粘土、節(jié)省燃料、提高墻體施工工效和改善磚的隔熱隔聲性能。推廣使用多孔磚和空心磚是加快墻體材料改革，促進墻體材料工業(yè)技術(shù)進步的重要措施之一。燒結(jié)多孔磚和燒結(jié)空心磚的生產(chǎn)工藝與燒結(jié)普通磚相同，對原料的可塑性要求更高。主要用于結(jié)構(gòu)承重的多孔磚?？椎姆较蚺c荷載方向平行。孔多而小，孔洞率大于15%。有M型、P型兩種型號，分優(yōu)等品、一等品、合格品三個等級。主要用于六層以下建筑物的承重墻體

11、。_kff1.8s5.2.1 燒結(jié)多孔磚燒結(jié)多孔磚_kff1.8s5.2.2 燒結(jié)空心磚燒結(jié)空心磚主要用于非承重部位的空心磚。孔的方向與荷載方向垂直?？状蠖?，孔洞率大于35%。有兩種規(guī)格。分優(yōu)等品、一等品、合格品三個等級。自重較輕，強度較低，多用作非承重墻。5.1.1 燒結(jié)磚以粘土、頁巖、煤矸石或粉煤灰為原料，經(jīng)成型及焙燒所得的磚。分類：按有無穿孔分為： 燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚、燒 結(jié)空心磚。按主要成分分為： 燒結(jié)粘土磚(N)、燒結(jié)頁巖磚(Y)、 燒結(jié)煤矸石磚(M)、燒結(jié)粉 煤灰磚(F)。5.1.2 非燒結(jié)磚尺寸偏差和外觀質(zhì)量直角六面體，公稱直徑:24011553.強度和抗凍性：按抗壓強度和

12、抗折強度分為：MU25 MU20 MU15 MU10應用： 材質(zhì)密實，尺寸偏差小，外觀光潔整齊，表觀密度1800-1900kg/m3.5.25.2砌砌 塊塊 砌塊是建筑用人造板材， 外形多為直角六面體，砌塊與磚的主要區(qū)別是，砌塊的長度大于365或?qū)挾却笥?40或高度大于115。但砌塊的高度不大于長度或?qū)挾鹊?倍，長度不超過高度的3倍。 工程中常用的砌塊有：水泥混凝土砌塊、輕骨料混凝土砌塊、爐渣砌塊、粉煤灰砌塊及其它硅酸鹽砌塊、水泥混凝土鋪地磚等。 22232222HAlOOHOHAl5.2.15.2.1加氣混凝土砌塊加氣混凝土砌塊 發(fā)氣劑又稱加氣劑，是制造加氣混凝土的關鍵材料。發(fā)氣劑大多選用脫

13、脂鋁粉。摻入漿料中的鋁粉，在堿性條件下產(chǎn)生化學反應：鋁粉極細，產(chǎn)生的氫氣形成許多小氣泡，保留在很快凝固的混凝土中。這些大量的均勻分布的小氣泡，使加氣混凝土砌塊具有許多優(yōu)良特性。5.2.1.1加氣混凝土砌塊的分類 （1）按養(yǎng)護方法分 蒸養(yǎng)加氣混凝土砌塊和蒸壓加氣混凝土砌塊。5.2.1.1加氣混凝土砌塊的分類 （2）按原材料的種類將蒸壓加氣混凝土砌塊分為以下七類： 蒸壓水泥-石灰-砂加氣混凝土砌塊； 蒸壓水泥-石灰-粉煤灰加氣混凝土砌塊； 蒸壓水泥-礦渣-砂加氣混凝土砌塊； 蒸壓水泥-石灰-尾礦加氣混凝土砌塊； 蒸壓水泥-石灰-沸騰爐渣加氣混凝土砌塊； 蒸壓水泥-石灰-煤矸石加氣混凝土砌塊； 蒸壓

14、石灰-粉煤灰加氣混凝土砌塊；3）砌塊的質(zhì)量等級 按照國標蒸壓加氣混凝土砌塊規(guī)定：將砌塊按尺寸偏差與外觀質(zhì)量、干密度，抗壓強度和抗凍性分為優(yōu)等品（A）、一等品（B）、合格品（C）三個等級。 4) 常用規(guī)格尺寸為 長度：600mm。 寬度：100、120、125、150、180、200、240、250、300mm。 高度：200、240、250、300mm。 5)執(zhí)行標準 GB11968-2006蒸壓加氣混凝土砌塊 GB 6566-2001 建筑材料放射性核素限量 項目規(guī)格長度666（600）高度500寬度60、80、90、100、120、150、200注： 1、 以上為通用規(guī)格型號，單位均為mm

15、， 還可以根據(jù)不同的要求定制特殊規(guī)格的砌塊，在規(guī)格上其實沒有嚴格限制。 2、60厚砌塊墻除工業(yè)建筑砌筑無隔聲要求的管道井外，不能單獨做隔墻使用，但允許與其它厚度的砌塊復合砌筑雙層墻?？箟簭姸?MPa)斷裂荷載(N)單點吊掛力(N)隔聲量(dB)耐火極限(h)單塊重量(kg)表觀密度（kg/m3）軟化系數(shù)3.52000800351.5330800（空心砌塊）1100（實心砌塊）0.6 （防潮砌塊）注： 1、砌塊應符合JC/T698-2010石膏砌塊的要求， GB 6566-2001 建筑材料放射性核素限量。 2、為了達到比較高的隔聲要求、增加砌塊的強度，可以專門定制高密度石膏砌塊，容重可以達到1

16、200kg/m3,單塊容重可以超過30kg。 3、長期濕度在90%以上的地方，宜采用防潮砌塊，按要求做防水措施。5.3墻用板材 隨著建筑結(jié)構(gòu)體系的改革和大開間多功能框架結(jié)構(gòu)的發(fā)展，各種輕質(zhì)和復合墻用板材也蓬勃興起以板材為圍護墻體的建筑體系，具有質(zhì)輕、節(jié)能、施工方便快捷、使用面積大、開間布置靈活等特點，因此，具有良好的發(fā)展前景。 我國目前可用于墻體的板材品種很多，有承重用的預制混凝土大板；質(zhì)量較輕的石膏板和加氣硅酸鹽板；各種植物纖維板及輕質(zhì)多功能復合板材等。本節(jié)僅介紹幾種有代表性的板材。 5.3.1水泥類墻用板材 水泥類墻用板材具有較好的力學性能和耐久性，生產(chǎn)技術(shù)成熟，產(chǎn)品質(zhì)量可靠。可用于承重墻

17、、外墻和復合墻板的外層面。其主要缺點是表觀密度大，抗拉強度低(大板在起吊過程中易受損)。生產(chǎn)中可制作預應力空心板材，以減輕自重和改善隔音隔熱性能，也可制作以纖維等增強的薄型板材，還可在水泥類板材上制作成具有裝飾效果的表面層(如花紋線條裝飾、露骨料裝飾、著色裝飾等)。 GRC空心輕質(zhì)墻板的優(yōu)點： 質(zhì)輕(60mm厚的板35kgm2 )、強度高(抗折荷載，60mm厚的板大于1400N；120mm厚的板大于2500N)、隔熱導熱系數(shù)0.2W/(mK)，隔聲(隔聲指數(shù)(3045)dB)、不燃(耐火極限1.33h)，加工方便等?？捎糜诠I(yè)和民用建筑的內(nèi)隔墻及復合墻體的外墻面3.纖維增強水泥平板(TK板)該

18、板是以低堿水泥、耐堿玻璃纖維為主要原料，加水混合成漿，經(jīng)圓網(wǎng)機抄取制坯、壓制、蒸養(yǎng)而成的薄型平板。其長度為12003000mm，寬度為800900mm，厚度為4mm、5mm、6mm和8mm。TK板的表面密度為1750kgm3 ，抗折強度可達15MPa，抗沖擊強度0.25cm2 。其質(zhì)量輕，強度高、防火，不易變形、可加工性好，適用于各類建筑物的復合外墻和內(nèi)墻。特別是高層建筑有防火、防潮的隔墻。4、水泥木絲板 該板是以木材下腳料經(jīng)機械刨切成均勻木絲，加人水泥、水玻璃等經(jīng)成型、冷壓、養(yǎng)護、干燥而成的薄型建筑平板。它具有自重輕、強度高、防火、防水、防蛀、保溫、隔音等性能?？蛇M行鋸、鉆、釘、裝飾等加工主

19、要用于建筑物的內(nèi)外墻板、天花板、壁櫥板等5、水泥刨花板該板以水泥和木材加工的下腳料刨花為主要原料，加入適量水和化學助劑，經(jīng)攪拌、成型、加壓、養(yǎng)護而成表現(xiàn)密度為10001400kgm3。其性能和用途同水泥木絲板。 其它水泥奧板材 除上述水泥類墻板外，還有鋼絲網(wǎng)水泥板(GBT16309)，水泥木屑板(JCT411) 纖維增強硅酸鈣板(JCT564)，玻璃纖維增強水泥輕質(zhì)多孔隔墻條板(JC666)，維綸纖維增強水泥平板(JcT671)等。它們均可用于墻體或復合墻板的組合板材。 5.3.2石膏類墻用板材 石膏制品有許多優(yōu)點，詳見本書41節(jié)。石膏類板材在輕質(zhì)墻體材料中占有很大比例，i要有紙面石膏扳、無面

20、紙的石膏纖維板、石膏空心板和石膏刨花板等1、紙面石膏板 該板材是以石膏芯材及與其牢固結(jié)合在一起的護面紙組成，分普通型、耐水型和耐火型三種。以建筑石膏及適量纖維類增強材料和外加劑為心材，與具有一定強度的護面紙組成的石膏扳為普通紙面石膏板；若在心材配料中加入防水、防潮外加劑，井用耐水擴面紙，即可制成耐水紙面石膏板，若在配料中加入無機耐火纖維和阻嬲劑等，即可制成耐火紙面石膏板。 紙面石膏板常用規(guī)格為；長度：1800mm、2100mm、2400nun、2709mm。3000mm、3$OOmm和3600mm寬度：900mm和1200mm。厚度：普通紙面石膏板為9mm、12mm、15mm和18mm耐水紙面

21、石膏板為9mm、12mm和15mm耐火紙面石膏板為9mm、12mm、15mm、18mm、21mm和25mm。 紙面石膏板的質(zhì)量要求和性能指標應滿足標準GB9775、GB11978和GB11979的要求，耐水紙面石膏扳的耐水性指標應符合表724中規(guī)定；耐火紙面石膏板遇火穩(wěn)定時間應不小于表中的規(guī)定紙面石膏板的表觀密度為800950kgm，導熱系數(shù)低約0.20W(mK)，隔聲系數(shù)為2550dB，杭折荷載為400800N，表面平整、尺寸穩(wěn)定。具有自重輕、保溫隔熱、隔聲、防火、抗震，可調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度，加工性好，施工簡便等優(yōu)點。但用紙量較大，成本較高普通紙面石膏板可作為室內(nèi)隔墻板、復合外墻板的內(nèi)壁板。天花板

22、等。耐水型板可用于相對濕度較大(75)的環(huán)境，如廁所、盥洗室等。耐火型紙面石膏板主要用于對防火要求較高的房屋建筑中 2、纖維石膏板該板材是以纖維增強石膏為基材的無面紙石膏板。用無機纖維或有機纖維與建筑石膏、緩凝劑等經(jīng)打漿、鋪裝、脫水、成型、烘干而制成?？晒?jié)省護面紙，具有質(zhì)輕、高強、耐火、隔聲、韌性高的性能，可加工性好。其尺寸規(guī)格和用途與紙面石膏板相同。3、石膏空心條板 該板外形與生產(chǎn)方式類似于水泥混凝土空心板。它是以熟石膏為膠凝材料，適量加入各種輕質(zhì)骨料(如膨脹珍珠巖、膨脹蛭石等)和改性材料(如礦渣、粉煤灰、石灰、外加劑等，經(jīng)攪拌、振動成型、抽芯棋、千燥而成。其長度為25003000mm，寬度

23、為500600mm，厚度為6090mm。該板生產(chǎn)時不用紙，不用膠，安裝墻體時不用龍骨，設備筒單，較易投產(chǎn)。 石膏空心板的表觀密度為600900kg/m3，抗折強度為23MPa，導熱系數(shù)約為o22W/(mK)，隔聲指數(shù)大于30dB，耐火極限為12.25h。具有質(zhì)輕、比強度高、隔熱、隔聲、防火、可加工性好等優(yōu)點，且安裝方便。適用于各類建筑的非承重內(nèi)隔墻，但若用于相對濕度較大的環(huán)境中，則板材表面應作防水等相應處理4、石膏刨花板該板材是以熟石膏為膠凝材料，木質(zhì)刨花為增強材料，溱加所需的輔助材料，經(jīng)配合、攪拌、鋪裝、壓制而成。具有上述石膏板材的優(yōu)點，適用于非承重內(nèi)隔墻和作裝飾板材的基材板。隨著農(nóng)業(yè)的發(fā)展，農(nóng)作物的廢棄物(如稻草、麥秸、五米稈、甘蔗渣等)隨之增多，污染環(huán)境但各種廢棄物如經(jīng)適當處理，則可制成各種板材。早在1930年，瑞典人就用25kg稻草生產(chǎn)板材代替250塊粘土磚使用，因而節(jié)省了大量農(nóng)田。中國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)作物資源豐富，該類產(chǎn)品應該得到發(fā)展和推廣5.3.4復合墻板以單一材料制成的板材，常因材料本身的局限性而使其應用受到限制。如質(zhì)量較輕、隔熱、隔聲效果較好的石膏板，加氣混凝土板、稻草板等，因其耐水性差或強度