土木工程材料教案省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

土木工程材料教案 第五章 白城师范学院白城师范学院 土木工程系土木工程系杨杨 勇勇第1页5.砌体材料5.1 砖 5.2 砌体及墙体材料发展5.3 砌筑石材第2页学习目标：掌握惯用几个砌墙砖，包含烧结砖和蒸养蒸压砖性能及应用特点，并了解为何要限制烧结粘土砖。掌握混凝土砌块、加气混凝土砌块性能及应用特点。了解墙用板材及砌筑石材性能及应用。第3页墙体材料是房屋建筑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首位。惯用墙体材料有砖、砌块和板材三大类，其中普通粘土砖在我国使用已经有数千年历史，即使普通粘土砖含有毁田取土、生产能耗大、抗震性能差、块小自重大、自然耗损大、劳动生产率低、不利于施工机械化等缺点，但因为其含有很好绝热、耐火和耐久性，且造价低廉，至今仍得到应用。第4页墙体材料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，其主要优点有：1轻质高强。2隔声、保温隔热多功效。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。第5页5.1砖砖种类很多，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；按有没有孔洞可分为空心砖和实心砖。5.1.1烧结普通砖1.烧结普通砖分类烧结普通砖是指以粘土、页岩、煤矸石或粉煤灰为主要原料，经焙烧而成普通实心砖。包含粘土砖（N）、页岩砖（Y）、煤矸石砖（M）、粉煤灰砖（F）等各种。第6页烧结普通砖 GB/T5101-1998要求，普通粘土砖技术要求包含尺寸偏差、外观质量、强度等级和耐久性等方面。依据尺寸偏差和外观质量分为优等品、一等品和合格品3个等级。2.技术要求（1）尺寸偏差（2）外观质量（3）强度普通粘土砖强度等级依据10块砖抗压强度平均值、标准值或最小值划分，共分为MU30、MU25、MU20、MU15、MU10五个等级，其详细要求如表5-1所表示。第7页抗压强度标准值和变异系数按下式计算：第8页（4）抗风化性能抗风化性能是普通粘土砖主要耐久性指标之一，对砖抗风化性能要求应依据各地域风化程度而定（风化程度地域划分详见GB/T5101-1998）。砖抗风化性能通惯用抗冻性、吸水率及饱和系数三项指标划分。抗冻性是指经15次冻融循环后不产生裂纹、分层、掉皮、缺棱、掉角等冻坏现象；且重量损失率小于2%，强度损失率小于要求值。吸水率是指常温泡水24h重量吸水率。饱和系数是指常温24h吸水率与5h沸煮吸水率之比。严重风化区中1、2、3、4、5等5个地域所用普通粘土砖，其抗冻性试验必须合格，其它地域可不做抗冻试验（表5-2、3）。第9页（5）泛霜 优等品无泛霜；一等品不允许出现中等泛霜；合格品不允许出现严重泛霜。（6）石灰爆裂 原料中夹带石灰，在高温熔烧生成过火石灰。过火石灰在砖体内吸水膨胀，造成砖体膨胀破坏，这种现象称为石灰爆裂。GB/T5101-1998要求，优等品不允许出现最大破坏尺寸大于2mm爆裂区域；一等品不允许出现最大破坏尺寸大于10mm爆裂区域；合格品中每组砖样215mm爆裂区不得大于15处，其中10mm以上区域不多于7处，且不得出现大于15mm爆裂区。（7）产品中不许有欠火砖、酥砖、螺旋纹砖。第10页3.烧结普通砖应用隔热、隔声性能好，不结露，价格低。可用作建筑维护结构，可砌筑柱、拱、烟囱、窑身、沟道及基础等；可与隔热材料配套使用，砌成轻体墙；可配置适当钢筋代替钢筋混凝土柱、过梁等。烧结普通砖优等品用于清水墙砌筑，一等品、合格品可用于混水墙砌筑。中等泛霜砖不能用于潮湿部位。第11页5.1.2蒸养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、压制成型和蒸压养护制成。蒸压灰砂砖规格与普通粘土砖相同。蒸压灰砂砖 GB11945-1999要求，依据抗压强度分为MU25、MU20、MU15、MU10四个等级。强度等级大于MU15砖可用于基础及其它建筑部位。MU10砖可用于砌筑防潮层以上墙体。长久使用温度高于200以及承受急冷、急热或有酸性介质侵蚀建筑部位应防止使用灰砂砖。第12页5.1.3烧结空心砖按照国家标准JC/T1990-96砖和砌块名词术语可分为两大类，即多孔砖（承重空心砖）和空心砖（非承重空心砖）。普通来说，多孔砖孔洞率超出25%，孔尺寸小而多，且为竖向孔砖称为多孔砖。孔洞率大于35%，孔尺寸大而少，且为水平孔砖称为空心砖。多孔砖使用时孔洞方向平行于受力方向；空心砖孔洞则垂直于受力方向。多孔砖惯用作六层以下承重砌体；空心砖则惯用于非承重砌体。第13页多孔砖技术性能应满足国家规范GB 13544-烧结多孔砖要求。依据其尺寸规格分为M型和P型两类。第14页空心砖规格尺寸较多，常见形式见下列图。第15页与普通粘土砖相比多孔砖和空心砖可节约粘土20%30%，节约燃料10%20%，减轻自重30%左右，且烧成率高，施工效率高，并改进绝热性能和隔声性能。多孔砖依据抗压强度平均值和抗压强度标准值或抗压强度最小值分为MU30、MU25、MU20、MU15、MU10共5个强度等级。并依据强度等级、尺寸偏差、外观质量和耐久性指标划分为优等品（A）、一等品（B）和合格品（C）。空心砖依据大面和条面抗压强度分为5.0、3.0、2.0三个强度等级，同时按表观密度分为800、900、1100三个密度级别。并依据尺寸偏差、外观质量、强度等级和耐久性等分为优等品（A）、一等品（B）和合格品（C）三个等级。第16页5.2砌块及墙体材料发展5.2.15.2.1砌块定义与分类砌块定义与分类砌块是用于砌筑人造块材，外形多为直角六面体，也有砌块是用于砌筑人造块材，外形多为直角六面体，也有各种异型。各种异型。小型砌块：主规格小型砌块：主规格115380mm115380mm之间。之间。中型砌块：主规格中型砌块：主规格380980mm380980mm之间。之间。大砌块：主规格大砌块：主规格980mm980mm以上。以上。实心砌块：无孔洞或空心率实心砌块：无孔洞或空心率25%25%。空心砌块：空心率空心砌块：空心率25%25%。建筑砌块是我国大力推广应用新型墙体材料之一，品种建筑砌块是我国大力推广应用新型墙体材料之一，品种规格很多。当前应用较多是混凝土小型空心砌块、蒸压规格很多。当前应用较多是混凝土小型空心砌块、蒸压加气混凝土砌块、粉煤灰硅酸盐砌块和石膏砌块。加气混凝土砌块、粉煤灰硅酸盐砌块和石膏砌块。第17页5.2.2惯用砌块性能与应用1.蒸养加气混凝土砌块是以钙质材料和硅质材料以及加气剂、少许调整剂，经配料、搅拌、浇筑成型、切割和蒸压养护而成多孔轻质块体材料。（1）加气混凝土砌块分类和技术要求依据主要原料分类有：水泥-矿渣-砂、室内-石灰-砂、水泥-石灰-粉煤灰加气混凝土砌块等。依据GB/T11968-1997蒸压加气混凝土砌块，长度普通为600mm，宽度有100、125、150、200、250、300、及120、180、240mm等九种规格，高度有200、250、300三种规格。但在实际应用中，尺寸可依据需要进行生产。第18页加气混凝土砌块依据尺寸偏差和外观质量（缺棱掉角、裂纹、疏松、层裂等）划分为优等品（A）、一等品（B）和合格品（C）三类。加气混凝土砌块强度级别是将试样加工成100mm100mm100mm立方体试件，一组三块，以平均抗压强度划分为A1.0、A2.0、A2.5、A3.5、A5.0、A7.5、A10.0共7个等级，同时要求各强度等级砌块单块最小抗压强度分别不低于0.8、1.6、2.0、2.8、4.0、6.0、8.0MPa要求。加气混凝土砌块依据干燥状态下体积密度划分为B03、B04、B05、B06、B07、B08共6个级别。各体积密度级别参见表7-13，体积密度和强度级别对照表参见表5-6。第19页（2）加气混凝土砌块特征多孔轻质；有一定耐热和良好耐火性；有一定吸声能力，但隔声性能较差；干燥收缩大；吸水导湿迟缓。蒸压加气混凝土砌块主要用于框架结构外墙填充和内墙隔断，也可建造三层以下全加气混凝土建筑，或用于抗震圈梁结构柱多层建筑外墙或保温隔热复合墙体材料。B03、B04、B05级普通用于非承重结构围护和填充墙，也可用于屋面保温，B06、B07、B08可用于不高于6层建筑承重结构。在标高0.000以下，长久浸水或经常受干湿循环、受酸碱侵蚀以及表面温度高于80部位普通不允许使用。第20页2.2.普通混凝土小型空心砌块普通混凝土小型空心砌块混凝土小型空心砌块主要由水泥、细骨料、粗骨料和外混凝土小型空心砌块主要由水泥、细骨料、粗骨料和外加剂经搅拌成型和养护制成，空心率为加剂经搅拌成型和养护制成，空心率为252550%50%，能够，能够采取专用设备进行工业化生产，是砌块建筑主要建筑材采取专用设备进行工业化生产，是砌块建筑主要建筑材料之一。料之一。混凝土小型空心砌块在混凝土小型空心砌块在1919世纪末期起源于美国，当前在世纪末期起源于美国，当前在各发达国家已经十分普及。它含有强度高、自重轻、耐各发达国家已经十分普及。它含有强度高、自重轻、耐久性好，部分砌块还含有美观饰面以及良好保温隔热等久性好，部分砌块还含有美观饰面以及良好保温隔热等优点，适合于建造各种类型建筑物，包含高层、大跨度优点，适合于建造各种类型建筑物，包含高层、大跨度建筑，以及围墙、挡土墙、桥梁、花坛等设施，应用范建筑，以及围墙、挡土墙、桥梁、花坛等设施，应用范围十分广泛。砌块建筑还含有安全、美观、耐久、使用围十分广泛。砌块建筑还含有安全、美观、耐久、使用面积较大、施工速度较快、建筑造价和维护费用较低等面积较大、施工速度较快、建筑造价和维护费用较低等优点。不过混凝土小型空心砌块也有许多弱点，比如块优点。不过混凝土小型空心砌块也有许多弱点，比如块型种类较多、块体较重、易产生收缩变形、易破损、不型种类较多、块体较重、易产生收缩变形、易破损、不便砍削施工等。便砍削施工等。第21页第22页混凝土小型空心砌块主要技术性能指标有：1形状、规格。混凝土砌块各部位名称见上图，其中主规格尺寸为390mm190mm190mm，空心率大于25%。依据尺寸偏差和外观质量，将混凝土砌块分为优等品（A）、一等品（B）和合格品（C）三等。2.强度等级。依据混凝土砌块抗压强度值划分为MU3.5、MU5.0、MU7.5、MU10.0、MU15.0、MU20.0共6个等级。抗压强度试验依据GB/T419-1997进行。每组5个砌块，上下表面用水泥砂浆抹平，养护后进行抗压试验，以5个砌块平均值和单块最小值确定砌块强度等级。第23页 3.相对含水率。相对含水率指混凝土砌块出厂含水率与砌块吸水率之比值，是控制收缩变形主要指标。对年平均相对湿度大于75%潮湿地域，相对含水率要求小于45%；对年平均相对湿度RH在50%75%地域，相对含水率要求小于40%；对年平均相对湿度RH50%地域，相对含水率要求小于35%。4.抗渗性。用于外墙面或有防渗要求砌块，尚应满足抗渗性要求。它以3块砌块中任一块水面下降高度小于10mm为合格。另外，混凝土砌块技术性质还有抗冻性、干燥收缩值、软化系数和抗碳化性能等。普通混凝土小型砌块可用于多层建筑内墙。普通不宜多浇水，气候酷热干燥砌前稍喷水湿润。第24页5.2.3新型墙体材料发展砌体材料主要用于砌筑墙体。墙体材料改革是一个主要而难度大问题。发展方向是大型化、轻质化、节能化、利废化、复合化、装饰化以及集约化等。墙体材料除砖与砌块外，还有墙用板材。我国可用于墙体板材较多，各种板材各具特色。1.薄板类墙用板材（1）GRC平板（2）纸面石膏板2.条板类墙用板材3.轻型复合板类墙用板材第25页5.35.3砌筑石材砌筑石材5.3.15.3.1砌筑石材分类砌筑石材分类1.1.按岩石形成份类按岩石形成份类岩浆岩石材；沉积岩石材；变质岩石材。岩浆岩石材；沉积岩石材；变质岩石材。2.2.按外形分类按外形分类料石；毛石；料石；毛石；5.3.25.3.2砌筑石材性质及技术要求砌筑石材性质及技术要求1.1.力学性质力学性质砌筑石材力学性质主要是抗压强度。砌筑石材力学性质主要是抗压强度。70mm70mm立方体标准立方体标准试件，抗压强度取三个试块破坏强度平均值。强度等级试件，抗压强度取三个试块破坏强度平均值。强度等级分为分为MU100MU100，MU80MU80，MU60MU60，MU50MU50，MU40MU40，MU30MU30，MU20MU20共共7 7个等级。个等级。2.2.耐久性耐久性抗冻性；抗风化能力；耐水性。抗冻性；抗风化能力；耐水性。第26页