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1、土木工程材料 Civil engineering materials 兰州大学土木工程与力学学院 焦贵德 主讲,2020年8月1日,第五章 砌体材料,墙体材料是房屋建筑的主要围护材料和结构材料，其用量占砖混结构房屋所用材料的首位。常用的墙体材料有砖、砌块和板材三大类。 砖的种类很多，按所用原材料分，有粘土砖、页岩砖、煤矸石砖、粉煤灰砖、灰砂砖和炉渣砖等；按生产工艺可分为烧结砖和非烧结砖，其中非烧结砖又可分为压制砖、蒸养砖和蒸压砖等；按有无孔洞可分为空心砖和实心砖。 墙体材料的发展方向是逐步限制和淘汰实心粘土砖，大力发展多孔砖、空心砖、废渣砖、各种建筑砌块和建筑板材等各种新型墙体材料。,新型墙体
2、材料主要优点,1轻质高强。能适应高层建筑的需要。 2隔声、保温隔热多功能。 3生产能耗低、保护粮田。 4施工速度快，劳动生产率高。 5抗震性能好。 6建筑物使用面积增大。 7平面布置灵活，便于房屋改造。 8社会效益和经济效益好。,普通粘土砖,尺寸,24011553,2、分类 （1）按孔洞率 实心砖：孔洞率小于15%，尺寸为24011553 单位：mm。 多孔砖：孔洞率不小于15% （ 25%）， ，孔的尺寸小而数量多 空心砖：孔洞率不小于15%（ 25%， 35% ），孔的尺寸大而数量少,粘土空心砖,尺寸,19019090,24011590,240180115,（2）按制造工艺,烧结砖：经焙烧
3、而制成的砖。 蒸养砖：经常压蒸汽养护硬化而成的砖。 蒸压砖：经高压蒸汽养护硬化而成的砖。 免烧砖：以自然养护而成，如非烧结粘土砖。,5.1.2 烧结普通砖 1.概述 （1）定义 以粘土、页岩、煤矸石或粉煤灰为主要原料，经焙烧而成的普通实心砖。 （2）种类 粘土砖(N)、页岩砖(Y)、煤矸石砖(M)、粉煤灰砖(F)。 （3）质量等级 三个等级：优等品（A）、一等品（B）、合格品（C）。,（1）尺寸偏差：标准尺寸为240mm115mm53mm。 （2）外观质量：两条面高度差、弯曲、杂质凸出高 度、缺棱掉角、裂纹长度、完整面和颜色等。,2、技术要求,（3）强度等级 烧结普通砖是通过取10块砖试样进行
4、抗压强度试验， 根据抗压强度值平均值和强度标准值来划分。, 10块砖试样的抗压强度标准差,MPa,1）计算参数 ,为10块砖试样的平均值，MPa。, 单块砖的抗压强度值，MPa。 烧结普通砖的抗压强度标准值，MPa, 变异系数,0.21，评定方法： 抗压强度值平均值和强度标准值,0.21，评定方法： 抗压强度值平均值和单个测定最小值,2）强度等级评定,（4）泛霜 原料中含有硫、镁等可溶性盐，在砖使用中，盐类会随砖内水分蒸发而在砖表面产生盐析，一般为白色粉末。 常见在砖表面形成絮团状斑点，严重的会起粉、掉角或脱皮。,（5）石灰爆裂 原料中有石灰石，烧成过程中生石灰留在砖内，生石灰在砖内吸收外界的
5、水分，消化并产生体积膨胀，称为石灰爆裂。 （6）抗风化性能 表征耐久性：根据其地区风化程度而定，常以 抗冻性、吸水率及饱和系数等指标判别。,3、应用：墙体材料。 4、注意：砖的吸水率大，应预先润湿。,5.1.3 蒸压灰砂砖 硅酸盐制品，规格尺寸与普通砖相同。 是用石灰和天然砂，经搅拌、陈化、松碾、加压成型蒸养而制成的墙体材料 。,5.2 天然石材 天然石材： 指从天然岩石中采得的毛石，或经加工制成的 石块、石板及其定型制品等。 优点：抗压强度高、耐久性好、生产成本低等。 是古今土木建筑工程的主要建筑材料。,5.2.1 工程砌筑石材 1.工程对砌筑石材的要求 （）石材尺寸规格 常用的砌筑石材有毛
6、石和料石。 毛石为不规则形，但毛石的中间厚度不小于15，至少有一个方向的长度不小于30，平毛石应有两个大致平行的面。 料石宽度和厚度均不宜小于20，长度不宜大于厚度的倍，形状应大致呈六面体。,（）石材抗压强度 根据边长70立方体试件的抗压强度，砌筑石材的强度等级分为：10、15、20、30、40、50、60、80、100共九个等级。 （）石材耐水性 石材的耐水性用软化系数K表示。高耐水性石材，其软化系数为k0.90,中耐水性石材，其软化系数为0.70.9, 低耐水性石材, 其软化系数为k0.60.7。,（4）石材抗冻性 试件在规定的冻融循环次数内无贯穿裂纹，质量损失不超过，强度降低不大于的石材
7、方为合格。 对于有特殊要求的工程，还可能要求石材的耐磨性、吸水性或抗冲击性。 决定石材上述技术性质的因素有：矿物组成、结构特征、构造特点、受风化作用的程度等。 常用砌筑石材有花岗岩、石灰岩、砂岩、片麻岩等。,1.天然大理石 天然大理石是石灰岩或白云岩在地壳内经过高温高压作用形成的变质岩，多为层状结构，有明显的结晶，纹理有斑纹、条纹之分，是一种富有装饰性的天然石材。 成分：化学成分为碳酸盐，矿物成分为方解石或白云石。 颜色：纯大理石为白色，当含有部分其它深色矿物时，产生多种色彩与优 美花纹。从色彩上来说，有纯黑、纯白、纯灰、墨绿等数种。 纹理：有晚霞、云雾、山水、海浪等山水图案、自然景观。 优点
8、：抗压强度较高，但硬度并不太高，易于加工雕刻与抛光。 工程装饰中得以广泛应用。 缺点：长期受雨水冲刷，特别是受酸性雨水冲刷时，易被侵蚀而失去原貌 和光泽，影响装饰效果。因此大理石多用于室内装饰。,5.2.2 装饰石材,建筑用天然花岗石是由天然花岗石加工成板材、块材用于建筑装 饰工程中。花岗岩是典型的火成岩，是全晶质岩石。 主要成分：石英、长石和少量的暗色矿物和云母。 结构：按结晶颗粒大小，分为细粒、中粒和斑状等。 颜色：呈灰色、黄色、蔷薇色、红花等。优质花岗岩石英含量多（ ），云母含量少，晶粒细而匀，结构紧密，不含其他杂质，抛 光后光泽明亮，不易风化，色调鲜明，花色丰富，庄重大方。 优点：比大
9、理石密度大，密度为23002800/3，抗压强度高达120250 MPa。孔隙率吸水率极低，材质硬度高，其耐磨、耐久、耐腐蚀性能 均优于其他石材。经抛光后，是室内外地面、墙面、踏步、柱石、 勒脚等处首选装饰材料。,2.天然花岗石,5.3 砌块 砌块是用于砌筑工程的人造块材，砌块与砖的主要区别是，砌块的长度大于365或宽度大于240或高度大于115。 工程中常用的砌块有：水泥混凝土砌块、轻集料混凝土砌块、炉渣砌块、粉煤灰砌块及其它硅酸盐砌块、水泥混凝土铺地砖等。,工程中常用的混凝土空心砌块尺寸一般为390mm190mm190mm、 290mm190mm190mm和190mm190mm190mm,
10、孔洞率一般为3560. 强度等级分别为3.5、5.0、7.5、10、15.0和 20.0六个等级。 按其尺寸偏差和外观质量分三个等级：优等品()、一等品()、合格品()。 混凝土砌块使用前，应首先检验外观质量和尺寸偏差，合格后再检验其抗压强度及相对含水率。必要时检验其抗渗性和抗冻性。其中相对含水率是指砌块的实际含水率与其最大吸水率之比。 当混凝土砌块使用轻集料时，空心砌块的重量大为减轻，按其表观密度（含孔洞）有5001000 kg3不等。常用的轻集料有陶粒、煤渣、自 燃煤矸石和膨胀珍珠岩等。,1. 混凝土空心砌块,工艺：蒸压加气混凝土砌块是用钙质材料（如水泥、石灰）和硅质材料 （如砂子、粉煤灰、矿渣）的配料中加入铝粉作加气剂，经加水搅 拌、浇注成型、发气膨胀、预养切割，再经高压蒸汽养护而成的 多孔硅酸盐砌块。 关键材料：发气剂又称加气剂，是制造加气混凝土的关键材料。发气剂 大多选用脱脂铝粉。掺入浆料中的铝粉，在碱性条件下产生化学 反应：,特点：铝粉极细，产生的氢气形成许多小气泡，保留在很快凝固的混凝 土中。这些大量的均匀分布的小气泡，使加气混凝土砌块具有许 多优良特性。,2. 蒸压加气混凝土砌块,加气混凝土砌块等,结束,2020年8月1日,兰州大学土木工程与力学学院,
