第七章砌体材料及砌体的力学性能

1、第七章第七章 砌体材料及砌体的力学性能砌体材料及砌体的力学性能学习目标学习目标: 了解砌体材料的种类了解砌体材料的种类,砌体的种类砌体的种类;掌握块掌握块材及砂浆的强度等级材及砂浆的强度等级,砌体受压破坏特点砌体受压破坏特点,影响影响砌体抗压强度的因素。砌体抗压强度的因素。混凝土实心砖 混凝土多孔砖 石材 砌块 砂浆砌筑块材 砌体结构是指各种块材（包括砖、石材、砌块等）通过砂浆砌筑而成的结构。 砌体结构的主要优点是：取材方便、施工简单、造价低廉、性能优良；主要缺点是：强度较低、自重较大、砌筑工作量大、抗震性能差。基于上述特点，砌体结构主要用作七层以下的住宅楼、旅馆，五层以下的办公楼、教学楼等民

2、用建筑的承重结构；在中、小型工业厂房及框架结构中常用砌体作围护结构。v第一节第一节 砌体材料砌体材料 砌体由块材和砌筑砂浆构成，对块材和砂浆性能的进一步了解，将有助于理解和掌握各类砌体的性能。 一、块材块材分为：砖、砌块及石材三种，其强度等级符号是MU。 砖砖烧结普通砖和烧结多孔砖烧结普通砖 由黏土、页岩、煤矸石或粉煤灰为主要原料，经过焙烧而成的实心或孔洞率不大于规定值且外形尺寸符合规定的砖。分烧结黏土砖（已被许多城市禁止使用）、烧结页岩砖、烧结煤矸石砖、烧结粉煤灰砖等，其尺寸为240mm115mm53mm（图7-1a）。(a)烧结普通砖 (b)P型多孔砖 (c)M型多孔砖图7-1 砖的规格烧

3、结多孔砖 以黏土、页岩、煤矸石或粉煤灰为主要原料，经过焙烧而成、孔洞率不小于25%，孔的尺寸小而数量多，主要用于承重部位的砖，简称多孔砖。目前多孔砖分为P型砖和M型砖，P型砖的尺寸为240mm115mm90mm，M型砖的尺寸为190mm190mm90mm。 烧结普通砖和烧结多孔砖的强度等级有MU10、MU15、MU20、MU25、MU30五级。v蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖 v蒸压灰砂砖 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，简称灰砂砖。v蒸压粉煤灰砖 以粉煤灰、石灰为主要原料，掺加适量石膏和集料，经坯料制备、压制成型、高压蒸汽养护而成的实心砖，简称粉煤灰砖。灰砂砖与粉

4、煤灰砖的规格尺寸与烧结普通砖相同。v蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖的强度等级有MU15、MU20、MU25三级。v施工时注意采取措施防止墙体开裂。v（3)混凝土普通砖和多孔砖 以水泥为胶结材料，以砂、石等为主要集料，加水搅拌、成型、养护制成的一种多孔的的混凝土半盲孔砖或实心砖。多孔砖的主规格尺寸为240mm115mm90mm、240mm190mm90mm、190mm190mm90mm等；实心砖的主规格尺寸为240mm115mm53mm、240mm115mm90mm等。强度等级有MU30、MU25、MU20、MU15四个等级. v2、砌块v砌块由普通混凝土或轻骨料混凝土制成，其规格尺寸为390mm19

5、0mm190mm、空心率在25%50%的空心砌块，称为混凝土小型空心砌块，简称混凝土砌块或砌块。采用较大尺寸的砌块代替小块砖砌筑砌体，可减轻劳动量并可加快施工进度，是墙体材料改革的一个重要方向。v砌块的强度等级有MU5、MU7.5、MU10、MU15、MU20五级。 v3、石材v石材按加工后的外形规则程度分为料石和毛石，料石又分为细料石、半细料石、粗料石和毛料石。石材的强度等级有MU20、MU30、MU40、MU50、MU60、MU80、MU100七级。混凝土小型空心砌块v二、砂浆v砂浆的强度等级符号为M，混凝土砌块砌筑砂浆（即砌块专用砂浆）的强度等级符号为Mb。v砂浆的作用是将块材粘结成整体

6、并使砌体受力均匀，同时因砂浆填满块材间的缝隙，还能减少砌体的透气性，提高其保温性和抗冻性。砌体中常用的砂浆有以下四类：v1.水泥砂浆由水泥、水和砂拌合而成。这类砂浆具有较高的强度和较好的耐久性，但其和易性差，在砌筑前会游离出较多的水分，砂浆摊铺在块材表面后这部分水分将很快被吸走，使铺砌发生困难，因而降低砌筑质量。水泥砂浆一般用于砌筑潮湿环境中的砌体（如基础等）。v2、混合砂浆混合砂浆包括水泥石灰砂浆、水泥黏土砂浆等。水泥石灰砂浆由水泥、水、砂、石灰拌合而成；水泥黏土砂浆由水泥、水、砂、黏土拌合而成。这类砂浆具有一定的强度和耐久性，和易性和保水性较好，便于施工，质量容易保证。建筑中的一般墙体、砖

7、柱等常用水泥石灰砂浆砌筑，它是建筑工程中应用最为广泛的一种砂浆。 v3.石灰砂浆由石灰、砂和水拌合而成。这类砂浆的保水性和流动性较好，但其强度低，耐久性差，适用于简易建筑或临时建筑的砌筑。v4.砌块专用砂浆由水泥、水、砂以及根据需要掺入一定比例的掺和料和外加剂等组分，采用机械拌合而成，专门用于砌筑混凝土砌块的砌筑砂浆。v砂浆的强度等级是用70.7mm70.7mm70.7mm的立方体试块，经抗压强度试验而得。 v对烧结普通砖、烧结多孔砖、蒸压灰砂普通砖和蒸压粉煤灰普通砖砌体采用的普通砂浆强度等级为M15、M10、M7.5、M5和M2.5。v对蒸压灰砂普通砖和蒸压粉煤灰普通砖砌体采用的专用砌筑砂浆

8、强度等级为Ms15、Ms10、Ms7.5和Ms5.0。v对混凝土普通砖、混凝土多孔砖、单排孔混凝土砌块和煤矸石混凝土砌块砌体采用的砂浆强度等级为Mb20、Mb15、Mb10、Mb7.5和Mb5。v对双排孔或多排孔轻集料混凝土砌块采用的砂浆的强度等级为Mb10、Mb7.5和Mb5。v对毛料石、毛石砌体采用的砂浆强度等级为M7.5、M5和M2.5。v在验算施工阶段尚未硬化的新砌体强度时或在冻结法施工解冻时，可按砂浆强度为零来确定。 v第二节第二节 砌体的种类及力学性能砌体的种类及力学性能v砌体是由不同尺寸和形状的块材用砂浆砌成的整体。砌体中的块材在砌筑时都必须上下错缝，才能使砌体较均匀地承受外力，

9、否则重合的灰缝将砌体分割成彼此间无联系的几个部分，因而不能很好地承受外力，同时也削弱甚至破坏建筑物的整体性。v一、砌体的种类v1.砖砌体v由砖和砂浆砌筑成的砌体称为砖砌体，它是采用最普遍的一种砌体，大量用作内外承重墙及隔墙。砖砌体可用一顺一丁、三顺一丁、五顺一丁等多种砌法。 v墙体常用厚度有：120（半砖）、180（七分墙）、240（1砖）、300（ 砖）、370（ 砖）、490（2砖）、620（ 砖）、740（3砖）等。 411211212（a）一顺一丁 （b）三顺一丁 （c）五顺一丁砖砌体v2.砌块砌体v由砌块和砂浆砌成的砌体称为砌块砌体。其特点是能减轻结构自重，减轻体力劳动。砌块砌体包括

10、混凝土、轻骨料混凝土砌块砌体。砌块砌体的采用是墙体改革的一项重要措施。v3.石砌体v由石材和砂浆砌筑的砌体为石砌体。其优点是能就地取材、造价低，其缺点是自重较大，隔热性能较差。常用的石砌体有料石砌体、毛石砌体、毛石混凝土砌体。v4.配筋砌体v为了提高砌体的受压承载力和减小构件的截面尺寸，可在砌体内配置适量的钢筋形成配筋砌体。配筋砌体分为以下四类：v网状配筋砖砌体 是在砖柱或墙体的水平灰缝内配置一定数量的钢筋网而形成的砌体。v组合砖砌体 由砖砌体和钢筋混凝土面层或钢筋砂浆面层组合的砌体。v砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙在砖砌体中每隔一定距离设置钢筋混凝土构造柱，并在各层楼盖处设置钢筋混凝土圈梁，

11、构造柱与圈梁形成“弱框架”，构造柱分担墙体上的荷载；砌体受到约束，从而提高了墙体的承载力。v 配筋砌块砌体 在砌块中配置一定数量的竖向和水平钢筋就形成了配筋砌块砌体。 v上述几种砌体的共同特点是抗压性能较好，而抗拉性能较差。因此，砌体大多用作建筑工程中的墙体、柱、刚性基础(即无筋扩展基础)等受压构件。 网状配筋砖砌体 组合砖砌体砖砌体和构造柱组合墙配筋砌块砌体v二、砌体的抗压强度v1.砌体轴心受压破坏特点砌体轴心受压时，其破坏过程大致经历三个阶段：v第一阶段：从砌体开始受压到单块砖开裂，这时荷载约为破坏荷载的0.50.7倍。其特点是：荷载如不增加，裂缝也不会继续扩展或增加。v第二阶段：随着荷载

12、的增加，原有裂缝不断扩展，形成穿过几皮砖的连续裂缝（条缝），同时产生新的裂缝，这时的荷载约为破坏荷载的0.80.9倍。其特点是：即使荷载不增加，裂缝仍会继续发展。v第三阶段：继续增加荷载，裂缝将迅速开展，其中几条连续的竖向裂缝把砌体分割成若干半砖小柱，砌体表面产生明显的外凸而处于松散状态，砌体丧失承载能力。 砖柱轴心受压破坏的三个阶段 v2.砌体应力状态分析v表面看来，砌体在轴心荷载作用下，其受力应是均匀受压的，可实际情况是：砌体内的块材(砖)和砂浆都处于复杂的应力状态，原因主要有以下两个方面：v灰缝中砂浆层的不均匀性 由于施工时砂浆铺砌不均匀，有厚有薄，使得砖不能均匀地压在砂浆层上；再有砂浆

13、本身的不均匀；同时砖的表面不平整，使得砖与砂浆之间不能全面接触。因此，块材（砖）实际支承在形状不规则且表面凸凹不平的砂浆层上，使得砖在砌体中处于受弯、受剪和局部受压的复杂应力状态中。砌体中单块砖受力状态砖和砂浆横向变形的不同 由于砌体受压时要产生横向变形，而砂浆的横向变形比砖大，同时砖与砂浆之间存在着粘结力和摩擦力的影响，于是砖受到砂浆横向拉伸力的作用。 由上分析可知，砌体中的块材在受压时，还承受弯、剪、拉、局部受压等复杂应力的作用，而砖的抗弯、抗拉强度很低(约为抗压强度的1020%)，因而砌体在远小于砖的抗压强度时就会出现裂缝，砖块的抗压强度并没有真正发挥出来。v3.影响砌体抗压强度的主要因

14、素v块材和砂浆的强度等级 块材和砂浆的强度等级是影响砌体抗压强度的重要因素。一般来说，块材、砂浆的强度等级越高，砌体的抗压强度则越高。v块材的尺寸和形状 增加块材的厚度可提高砌体强度。块材外形规则、表面平整会使砌体强度相对提高。v砂浆的和易性和保水性 砂浆的和易性和保水性越好，则砂浆越容易铺砌均匀，灰缝就越饱满，块材受力就越均匀，则砌体的抗压强度也就相应越高。例如：用和易性较差的水泥砂浆砌筑的砌体，要比同强度等级的混合砂浆砌筑的砌体的抗压强度低。v砌筑质量和灰缝厚度 一般认为，水平灰缝砂浆的饱满度(即砂浆层实际覆盖面积与砖水平面积之比)不得小于80%，灰缝厚度以812较好(标准厚度10)。因而，灰缝的不饱满、太厚、过薄都将使砌体抗压强度降低，同时，砖在砌筑前要提前浇水湿润。此外，熟练而认真的技工砌筑的砌体，一般比不熟练、不认真操作的工人砌筑的砌体强度高。v4、施工质量控制等级v施工质量控制等级对砌体的强度有较大的影响，我国砌体工程施工质量验收规范（GB50203）规定将施工质量分为A、B、C三个控制等级。施工质量控制等级的选择由设计单位和建设单位商定，并在工程设计图中注明。（配筋砌体不允许采用C级）。v5.砌体的抗压强度设计值fv龄期为28天的各类砌体抗压强度设计值f