1、第8章 墙 体 材 料,返回总目录,烧结砖蒸压蒸养砖砌块思考题,本章内容,墙体材料一般由粘土、页岩、工业废渣或其他资源为主要原料，以一定工艺制成。此外，天然石材经加工也可作为墙体材料。在建筑工程中用于砌筑墙体的材料称为墙体材料。墙体材料具有承重、围护和分隔作用，其重量占建筑物总重量的50%以上，合理选用墙体材料对建筑物的结构形式、高度、跨度、安全、使用功能及工程造价等均有重要意义。墙体材料的品种很多，根据外形和尺寸大小分为砌墙砖、砌块和板材三大类，每一类中又分成实心和空心两种形式，砌墙砖还有烧结结和非烧结(免烧)砖之分。本章主要学习常用砌墙砖和砌块。,凡以粘土、页岩、煤矸石、粉煤灰等为原料，经
2、成型及焙烧所得的用于砌筑承重或非承重墙体的砖统称为烧结砖。烧结砖按有无穿孔分为烧结普通砖、烧结多孔砖和烧结空心砖。烧结砖按砖的主要成分又分为烧结粘土砖(N)、烧结页岩砖(Y)、烧结煤矸石砖(M)及烧结粉煤灰砖(F)。 各种烧结砖的生产工艺基本相同，均为原料配制制坯 干燥 焙烧 成品。原料对制砖工艺性能和砖的质量性能起着决定性的作用，焙烧是重要的工艺环节。 焙烧砖的燃料可以外投，也可以将煤渣、粉煤灰等可燃工业废渣以适量比例掺入制坯粘土原料中作为内燃料。后一种方法称为内燃烧砖法，近几年在我国普遍采用。这种方法可节省大量外投煤，节约原料粘土5%10%，可变废为宝，减少环境污染。焙烧出的产品，强度提高
3、20%左右，表观密度小，导热系数降低。当焙烧窑中为氧化气氛时，粘土中所含铁的氧化物被氧化，生成红色的高价氧化铁(Fe2O3)，烧得的砖为红色；若窑内为还原气氛，高价的氧化铁还原为青灰色的低价氧化铁(FeO)即得青砖。青砖较红砖结实、耐碱和耐久，但生产效率低，浪费能源，价格较贵。 一、 烧结普通砖以粘土、页岩、煤矸石或粉煤灰为原料制得的没有孔洞或孔洞率(砖面上孔洞总面积占砖面积的百分率)小于15%的烧结砖，称为烧结普通砖。,烧结砖,国家标准烧结普通砖(GB 51012003)规定，烧结普通砖根据抗压强度分为MU30、MU25、MU20、MU15、MU10五个强度等级。根据尺寸偏差、外观质量、泛霜
4、和石灰爆裂分为优等品(A)、一等品(B)和合格品(C)。1. 主要技术性质1) 外形尺寸普通烧结砖的标准尺寸为240mm115mm53mm。240mm115mm的面称为大面，240mm53mm的面称为条面，115mm53mm的面称为顶面。考虑10mm砌筑灰缝，则4块砖长、8块砖宽或16块砖厚均为1m。由此可计算墙体用砖数量，如1m3砖砌体需要用砖512块，砌筑1 m2的24墙须用砖816=128块。2) 外观质量外观质量包括两条面高度差、弯曲程度、杂质凸出高度、缺棱掉角程度、裂纹长度、完整面数和颜色等。3) 强度等级烧结普通砖的强度等级根据抗压强度划分。抗压强度测定时，取10块砖进行试验，根据
5、试验结果，按平均值标准差(变异系数 0.21时)或平均值最小值方法(变异系数 0.21时)评定砖的强度等级。见表8-1。,烧结砖,表8-1 烧结普通砖强度等级划分规定(MPa),烧结砖,烧结普通砖的抗压强度标准值按下式计算。(8.1)(8.2) 式中 fi单块砖样的抗压强度测定值(MPa)。10块砖样的抗压强度平均值(MPa)。fk砖样的抗压强度标准值(MPa)。S10块砖样的抗压强度标准差(MPa)。 强度变异系数 按下式计算。(8.3),4) 泛霜泛霜是指粘土原料中的可溶性盐类(如硫酸钠等)在砖使用过程中，随着砖内水分蒸发而在砖表面产生的盐析现象，一般为白霜。这些结晶的白色粉状物不仅有损于
6、建筑物的外观，而且结晶的体积膨胀也会引起砖表层的酥松，同时破坏砖与砂浆之间的粘结。优等品砖应无泛霜，一等品砖应无中等泛霜，合格品砖应无严重泛霜。 5) 石灰爆裂当原料土或掺入的内燃料中夹杂有石灰质成分，则在烧砖时被烧成过火石灰留在砖中。这些过火石灰在砖体内吸收水分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，重者导致强度降低直至破坏。标准规定：优等品砖不允许出现最大破坏尺寸大于2mm的爆裂区域；一等品砖最大破坏尺寸大于2mm且小于等于10mm的爆裂区域，每组砖样不得多于是15处，不允许出现最大破坏尺寸大于10mm的爆裂区域；合格品砖最大破
7、坏尺寸大于2mm，且小于等于15mm的爆裂区域，每组砖样不得多于15处，其中大于10mm的不得多于7处，不允许出现最大破坏尺寸大于15mm的爆裂区域。,烧结砖,6) 抗风化性能 抗风化性能是指在干湿变化、温度变化、冻融变化等物理因素作用下，材料不破坏并长期保持其原有性质的能力。风化指数是指日气温从正温降低至负温或负温升至正温的每年平均天数与每年从霜冻之日起至消失霜冻之日止这一期间降雨量(以mm计)的平均值的乘积。当风化指数大于等于12 700为严重风化区，风化指数小于12 700为非严重风化区，风化区的划分如表8.2所示。用于非严重风化区和严重风化区的烧结普通砖，其5h沸煮吸水率和饱和系数如表
8、8-3所示。 严重风化区中的1，2，3，4，5地区的砖，必须进行冻融试验，其余地区的砖的抗风化性能符合表8-3规定时可不做冻融试验，否则，必须进行冻融试验。冻融试验后，每块砖样不允许出现裂纹、分层、掉皮、缺棱和掉角等冻坏现象，质量损失不得大于2%。 表8-2 风化区的划分,烧结砖,表8-3 砖抗风化性能,烧结砖,注：粉煤灰掺入量(体积比)小于30%时，抗风化性能指标按粘土砖规定判定,7) 放射性放射性物质不能超过规定值，应符合GB 6566的规定。 2. 烧结普通砖的应用烧结普通砖具有良好的绝热性、透性气、耐久性和热稳定性等特点，在建筑工程中主要用作墙体材料，其中中等泛霜的砖不得用于潮湿部位。
9、烧结普通砖可用于砌筑柱、拱、烟囱、窑身、沟道及基础等；可与轻混凝土、加气混凝土等隔热材料复合使用，砌成两面为砖，中间填充轻质材料的复合墙体；在砌体中配置适当钢筋和钢筋网成为配筋砖砌体，可代替钢筋混凝土柱、过梁等。,由于砖砌体的强度不仅取决于砖的强度，而且受砂浆性质的影响很大。故在砌筑前砖应进行浇水湿润，同是应充分考虑砂浆的和易性及铺砌砂浆的饱满度。 值得指出的是，在众多墙体材料中，由于粘土砖可就地取材，使用方便，在过去相当长一段时间内是各国墙体材料的主要品种，但粘土砖的生产对土地资源以及能源消耗巨大，自重大，尺寸小，施工效率低，抗震能力差，粘土砖已逐步限制使用，并最终淘汰，代之以空心砖、工业废
10、渣砖、砌块及轻质板材等。 二、 烧结多孔砖和烧结空心砖烧结多孔砖和烧结空心砖均以粘土、页岩、煤矸石为主要原料，经焙烧而成的。孔洞率大于或等于15%、孔的尺寸小而数量多、常用于承重部位的砖称为多孔砖；孔洞率大于或等于35%、孔的尺寸大而数量少、常用于非承重部位的砖称为空心砖。1. 烧结多孔砖与空心砖的特点与应用烧结多孔砖和空心砖的原料及生产工艺与烧结普通砖基本相同，但对原料的可塑性要求较高。烧结多孔砖为大面有孔洞的砖，孔多而小，表观密度为1 400kg/m3左右，强度较高。使用时孔洞垂直于承压面，主要用于砌筑六层以下承重墙。空心砖为顶面有孔的砖，孔大而少，表观密度在800kg/m31 100kg
11、/m3之间，强度低，使用时孔洞平行于受力面，用于砌筑非承重墙。,烧结砖,与烧结普通砖相比，生产多孔砖和空心砖可节省粘土20%30%，节约燃料10%20%，且砖坯焙烧均匀，烧成率高。采用多孔砖或空心砖砌筑墙体，可减轻自重1/3左右，工效提高40%左右，同时能有效改善墙体热工性能和降低建筑物使用能耗。因此推广应用多孔砖和空心砖是加快我国墙体材料改革的重要措施之一。 2. 主要技术要求根据烧结多孔砖(GB 135442000)和烧结空心砖和空心砌块(GB 1354592)的规定，其主要技术要求如下。1) 形状与规格尺寸烧结多孔砖为直角六面体，有190mm190mm90mm(代号M)和240mm115
12、mm90mm (代号P)两种规格。其孔洞，圆孔直径22mm，非圆孔内切圆直径15mm，手抓孔(3040)(7585)mm。形状如图8.1所示。 烧结空心砖为直角六面体，其长度不超过365mm，宽度不超过240mm，高度不超过115mm(超过以上尺寸则为空心砌块)，孔型采用矩形条孔或其他孔型。形状如图8.2所示。,烧结砖,2) 强度及质量等级多孔砖根据抗压强度分为MU30、MU25、MU20、MU15、MU10五个强度等级，根据尺寸偏差、外观质量、孔型及孔洞排列、泛霜、石灰爆裂分为优等品(A)、一等品(B)和合格品(C)。各强度等级的具体指标要求见表8-4。,烧结砖,图8.1 烧结多孔砖,图8.
13、2 烧结空心砖 1顶面；2大面；3条面； L长度；b宽度；d高度,表8-4 烧结多孔砖的强度等级,烧结砖,烧结空心砖和空心砌块按条面抗压强度和大面抗压强度分为5.0、3.0、2.0三个级别，根据尺寸偏差、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)，按表观密度分800、900、1100三个密度级别。各质量等级对应的强度等级及具体指标要求见表8-5。 表8-5 烧结空心砖的强度等级,3) 耐久性 烧结多孔砖耐久性要求主要包括泛霜、石灰爆裂和抗风化性能，各质量等级砖的泛霜、石灰爆裂和抗风化性能要求与烧结普通砖相同。,蒸压蒸养砖(又称硅酸盐砖)是以硅质材料和石灰为主要原料
14、，必要时加入骨料和适量石膏，经压制成型，湿热处理制成的建筑用砖。根据所用硅质材料不同有灰砂砖、粉煤灰砖、煤渣砖、矿渣砖和尾矿砖等。 一、 蒸压灰砂砖蒸压灰砂砖(简称灰砂砖)是以石灰和砂为主要原料，经坯料制备、压制成型、蒸压养护而成的实心砖。根据国家标准蒸压灰砂砖GB 119451999规定：蒸压灰砂砖根据灰砂砖的颜色分为彩色的(Co)和本色的(N)；根据抗压强度和抗折强度分为MU25、MU20、MU15、MU10四级；根据尺寸偏差和外观质量分为优等品(A)、一等品(B)和合格品(C)。尺寸为240mm115mm53mm。各等级砖的抗压强度和抗折强度值及抗冻性指标应符合表8-6的要求。,蒸压蒸养
15、砖,表8-6 灰砂砖的强度指标和抗冻性指标,蒸压蒸养砖,注：优等品的强度等级不得低于MU15。,灰砂砖呈灰青色，表观密度为1 800kg/m31 900kg/m3，导热系数约为0.61W/( )，MU15、MU20、MU25的砖可用于基础及其他建筑，MU10的砖仅可用于防潮层以上的建筑。灰砂砖不得用于长期受热200以上、受急冷急热和有酸性介质侵蚀的建筑部位。灰砂砖的耐水性良好，在长期潮湿环境中，其强度变化不显著，但其抗流水冲刷的能力较弱，因此不能用于流水冲刷部位，如落水管出水处和水龙头下面等。,二、 蒸压(养)粉煤灰砖蒸压(养)粉煤灰砖以粉煤灰、石灰为主要原料，掺加适量石膏和骨料经坯料制备、压
16、制成型、高压或常压蒸汽养护而成的实心砖。根据行业标准粉煤灰砖JC 2391991(1996)规定，粉煤灰砖根据抗压强度和抗折强度分为20、15、10、7.5四个强度级别。根据外观质量、强度、抗冻性和干燥收缩分为优等品(A)、一等品(B)和合格品(C)。尺寸为240mm115mm53mm。各等级砖的抗压强度和抗折强度值及抗冻性指标应符合表8-7的要求。 表8-7 粉煤灰砖的强度指标和抗冻性指标,蒸压蒸养砖,注：强度等级以蒸汽养护后1d的强度为准。,蒸压(养)粉煤灰砖呈深灰色，表观密度1 400kg/m31 500kg/m3，导热系数约为0.65W/ ( )。干燥收缩大，JC 2391991(19
17、96)规定：优等品干燥收缩率应不大于0.6mm/m；一等品的应不大于0.75 mm/m；合格品的应不大于0.85 mm/m。粉煤灰砖可用于工业于民用建筑的墙体和基础，但用于基础或用于易受冻融和干湿交替作用的建筑部位，必须使用一等品和优等品。粉煤灰砖不得用于长期受热(200)及受急冷急热交替作用或有酸性介质侵蚀的建筑部位，为避免或减少收缩裂缝从产生，用粉煤灰砖砌筑的建筑物，应适当增设圈梁及伸缩缝。 三、 煤渣砖煤渣砖是以煤渣为主要原料，掺入适量石灰、石膏，经混合、压制成型，蒸养或蒸压而成的实心砖。根据行业标准煤渣砖JC 5251993规定，煤渣砖根据抗压强度和抗折强度分为20、15、10、7.5
18、四个强度级别。根据尺寸偏差与外观质量、强度分为优等品(A)、一等品(B)和合格品(C)。尺寸为240mm115mm53mm。 各等级砖的抗压强度和抗折强度值应符合表8-8的要求，抗冻性应符合表8-9的要求，碳化性能应符合表8-10的规定。,蒸压蒸养砖,表8-8 煤渣砖的强度指标,蒸压蒸养砖,注：强度级别以蒸汽养护后2436h内的强度为准。,表8-9 煤渣砖的抗冻性,表8-10 煤渣砖的碳化性能,蒸压蒸养砖,煤渣砖有一定的放射性，其放射性性应符合掺工业废渣建筑材料产品放射性物质控制标准GB 91961988的规定。煤渣砖呈黑灰色，表观密度为1 500kg/m32000kg/m3，导热系数约为0.
19、75W/( )，煤渣砖可用于工业与民用建筑的墙体和基础，但用于基础或用于易受冻融和干湿交替作用的建筑部位必须使用15级与15级以上的砖。煤渣砖不得用于长期受热200以上、受急冷急热和有酸性介质侵蚀的建筑部位。,砌块是用于砌墙的尺寸较大的人造块材，外形多为六面直角体，也有多种异形体。按产品主规格的尺寸可分为大型砌块(高度大于980mm)、中型砌块(高度为380mm980mm)和小型砌块(高度为115mm380mm)。砌块高度一般不大于长度或宽度的6倍，长度不超过高度的3倍。砌体具有适应性强，原料来源广，制作简单及施工方便等特点。常见的有普通混凝土小型砌块、轻骨料混凝土小型空心砌块、加气混凝土砌块
20、和石膏砌块等。 一、 普通混凝土小型砌块普通混凝土小型空心砌块是以水泥、砂、石子制成，空心率25%50%，适宜于人工砌筑的混凝土建筑砌块系列制品。其主规格尺寸为390mm190mm190mm，其他规格尺寸可由供需双方协商，最小外壁厚应不小于30mm，最小肋厚应不小于25mm。根据国家标准混凝土小型空心砌块(GB 823997)的规定，混凝土小型空心砌块根据抗压强度分为MU3.5、MU5.0、MU7.5、MU10.0、MU15.0、MU20.0六个等级；按其尺寸偏差，外观质量分为优等品(A)，一等品(B)及合格品(C)。 普通混凝土小型空心砌块的强度等级应符合表8-11规定；相对含水率应符合表8
21、-12规定；用于清水墙时的砌块时，其抗渗性应满足表8-13规定；抗冻性应符合表8-14规定。,砌 块,表8-12 混凝土小型空心砌块相对含水率(%),砌 块,表8-11 混凝土小型空心砌块强度等级(MPa),表8-13 混凝土小型空心砌块抗渗性(mm),注：潮湿系指年平均相对湿度大于75%的地区；中等系指年平均相对湿度50%75%的地区；干燥系指年平均相对湿度50%的地区。,表8-14 混凝土小型空心砌块抗冻性,砌 块,注： 非采暖地区指最冷月份平均气温高于-5的地区；采暖地区指最冷月份平均气温或等于-5的 地区。,普通混凝土小型空心砌块具有强度较高、自重较轻、耐久性好、外表尺寸规整等优点，部
22、分类型的混凝土砌块还具有美观的饰面以及良好的保温隔热性能，适用于建造各种居住、公共、工业、教育、国防和安全性质的建筑，包括高层与大跨度的建筑，以及围墙、挡土墙、桥梁、花坛等市政设施，应用范围十分广泛。混凝土砌块施工方法与普通烧结砖相近，在产品生产方面还具有原材料来源广泛、不毁坏良田、能利用工业废渣、生产能耗较低、对环境的污染程较小、产品质量容易控制等优点。,混凝土砌块在19世纪末起源于美国，经历了手工成型、机械成型、自动振动成型等阶段。混凝土砌块有空心和实心之分，有多种块型，在世界各国得到广泛应用，许多发达国家已经普及了砌块建筑。我国从20世纪60年代开始对混凝土砌块的生产和应用进行探索。19
23、74年，国家建材局开始把混凝土砌块列为积极推广的一种新型建筑材料。20世纪80年代，我国开始研制和生产各种砌块生产设备，有关混凝土砌块的技术立法工作也不断取得进展，并在此基础上建造了许多建筑。在二十几年的时间中，我国混凝土砌块的生产和应用虽然取得了一些成绩，但仍然存在许多问题，比如，空心砌块存在强度不高、块体较重、易产生收缩变形、保温性能差、易破损、不便砍削加工等缺点，这些问题亟待解决。 二、 轻骨料混凝土小型空心砌块用轻骨料混凝土制成，空心率等于或大于25%的小型砌块称为轻骨料混凝土小型空心砌块。按其孔的排数分为实心、单排孔、双排孔、三排孔和四排孔5类。主规格尺寸为390mm190mm190
24、mm。 根据国家标准轻骨料混凝土小型空心砌块(GB/T 152292002)的规定，混凝土小型空心砌块根据抗压强度分为1.5、2.5、3.5、5.0、7.5、10.0六个等级；按其尺寸偏差和外观质量分为：优等品(A)，一等品(B)及合格品(C)。,砌 块,轻骨料混凝土小型空心砌块的密度等级应符合表8-15要求；强度等级符合表8-16要求者为优等品或一等品，密度等级范围不满足要求者为合格品；吸水率不应大于20%，干缩率和相对含水率应符合表8-17要求；抗冻性应符合表8-18的要求；加入粉煤灰等火山灰质掺合料的小砌块，其碳化系数不应小于0.8，软化系数不应小于0.75；放射性性应符合掺工业废渣建筑
25、材料产品放射性物质控制标准GB 91961988的规定。 表8-15 轻骨料混凝土小型空心砌块密度等级,砌 块,表8-16 轻骨料混凝土小型空心砌块强度等级,砌 块,表8-17 轻骨料混凝土小型空心砌块干缩率和相对含水率,注：关于“潮湿”、“中等”和“干燥”的规定要求同普通混凝土小型空心砌块。,表8-18 轻骨料混凝土小型空心砌块抗冻性,砌 块,注：非采暖地区指最冷月份平均气温高于-5的地区；采暖地区指最冷月份平均气温或等于-5的 地区。,我国自20世纪70年代末开始利用浮石、火山渣、煤渣等研制并批量生产轻骨料混凝土小砌块。进入80年代以来，轻骨料混凝土小砌块的品种和应用发展很快，有天然轻骨料
26、(如浮石、火山渣)混凝土小型砌块；工业废渣轻骨料(如煤渣、自燃煤矸石)混凝土小砌块；人造轻骨料(如粘土陶粒、页岩陶粒和粉煤灰陶粒等)混凝土小砌块。轻骨料混凝土小砌块以其轻质、高强、保温隔热性能好和抗震性能好等特点，在各种建筑的墙体中得到广泛应用，特别是在保温隔热要求较高的维护结构上的应用。,三、 蒸压加气混凝土砌块蒸压加气混凝土砌块是以水泥、矿渣、砂或水泥、石灰、粉煤灰为基本原料，以铝粉为发气剂，经过经搅拌、发气、切割和蒸压养护等工艺加工而成。 根据国家蒸压加气混凝土砌块(GB/T 119681997)规定，蒸压加气混凝土砌块根据抗压强度分为A1.0、A2.0、A2.5、A3.5、A5.0、A
27、7.5、A10.0七个等级；根据体积密度分B03、B04、B05、B06、B07、B08六个等级；根据抗压强度和体积密度分为优等品(A)，一等品(B)及合格品(C)。蒸压加气混凝土砌块的公称尺寸(mm)如下：宽度为100，125，150，200，250，300及120，180，240。高度为200，250，300。蒸压加气混凝土砌块抗压强度应符合表8-19的规定；体积密度、强度级别及物理性能应符合表8-20的规定；掺用工业废渣为原料时，所含放射性物质，应符合掺工业废渣建筑材料产品放射性物质控制标准GB 91961988的规定。,砌 块,表8-19 蒸压加气混凝土砌块抗压强度,砌 块,表8-20
28、 蒸压加气混凝土砌块的体积密度、强度级别及物理性能,砌 块,注： 规定采用标准法、快速法测定砌块干燥收缩值，若测定结果发生矛盾不能判定时，则以标准法测定的结果为准。 用于墙体的砌块，允许不测导热系数。 测定导热系数的方法见绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法(GB 1029488)。,我国从1958年开始进行加气混凝土研究。60年代开始工业性试验和应用，并从国外引进全套技术和装备进行生产。70年代对引进技术和设备进行消化吸收，并建立了独立的工业体系。目前，中国加气混凝土工业的整体水平还很低，在已有的200条生产线中，年生产能力不足5万m3、工艺设备简陋的生产线占70%以上，整个产品的合格
29、率也不高，生产管理水平低，整个行业须要加强技术改进。加气混凝土砌块具有轻质、保温、防火、可锯和可刨加工等特点，可制成建筑砌块，适用于作民用工业建筑物的内外墙体材料和保温材料。,砌 块,1. 什么是墙体材料？如何分类？ 2. 烧结普通砖的标准尺寸是多少？其技术性能要求有哪些？强度等级和产品等级怎样划分？ 3. 何谓砖的泛霜和石灰爆裂？它们对建筑物有何影响？ 4. 什么是烧结砖的抗风化性能？根据哪几项技术指标来评定其抗风化性能？ 5. 采用烧结空心砖有何优越性？烧结多孔砖和烧结空心砖在规格、性能、应用等方面有何不同？ 6. 什么是蒸压蒸养砖？常见的蒸压蒸养砖有哪几种？它们的强度等级如何划分？在工程中的应用要注意什么？ 7. 什么是砌块？常见的砌块有哪些？ 8. 什么是普通混凝土砌块？有哪几个强度等级？在建筑中的使用有哪些优点？ 9. 什么叫蒸压加气混凝土砌块？与其他类型砌块相比，有何特点？ 10. 蒸压加气混凝土砌块质量等级如何划分？,思考题,
