第5章-砌筑材料

第5章砌筑材料

5.1砌筑材料的分类和新型墙体材料的发展

5.2烧结制品砌筑材料5.3蒸压制品砌筑材料历史回顾常见问题及解答练习题本章学习指导

5.5砌筑石材5.4混凝土制品砌筑材料本章学习指导

本章共3个知识点。本章的教学目标是：⑴掌握常用的几种砌墙砖，包括烧结砖和蒸养蒸压砖的性能及应用特点。并理解为何要限制烧结粘土砖。⑵掌握混凝土砌块、加气混凝土砌块的性能及应用特点。⑶了解砌筑石材的性能及应用。本章的难点是加气混凝土砌块的性能特点。建议学习从砌筑材料的组成结构来理解其性能特点，进而灵活掌握其应用。建议本章课内4学时，课外学习2学时。历史的启迪

嵩岳寺塔是中国现存最早的砖塔，该塔建于北魏孝明帝正光元年（公元520年），距今已有1480年的历史。

整个塔室上下贯通，呈圆筒状。全塔刚劲雄伟，轻快秀丽，建筑工艺极为精巧。该塔虽高大挺拔，但却是用砖和黄泥粘砌而成，塔砖小而且簿，历经千余年风霜雨露侵蚀而依然坚固不坏，至今保存完好，充分证明我国古代建筑工艺之高妙。嵩岳寺塔无论在建筑艺术上，还是在建筑材料及技术方面，都是中国和世界古代建筑史上的一件珍品。

中国现存最早的砖塔砌筑材料指用于砌筑或其他方式构成建筑中承重、围护或分隔作用砌体的材料。5.1砌筑材料的分类

5.1.1砌筑材料的分类以生产制品方式分：烧结制品砌筑材料、蒸压蒸养制品砌筑材料、混凝土制品砌筑材料和砌筑石材。相关规范：GB13544-2011《烧结多孔砖和多孔砌体》,GB13545-2014《烧结空心砖和空心砌块》早期以粘土砖为主，不利于建筑节能。5.1新型墙体材料的发展5.1.2新型墙体材料的发展四节一环保：节能、节地、节水、节材和环境保护。近年出现：陶粒混凝土板，钢丝网水泥夹芯板等。绿色建筑基础知识5.2烧结制品砌筑材料

5.2.1烧结普通砖

5.2.2烧结多孔砖和多孔砌块5.2.3烧结空心砖和空心砌块

5.2.1烧结普通砖

以粘土、页岩、煤矸石或粉煤灰为主要原料，经过焙烧而成的普通实心砖。以粘土为主要原料，氧化气氛下可得红砖，还原气氛下可得青砖。按主要原料分为粘土砖（N）、页岩砖（Y）、煤矸砖（M）和粉煤灰砖（F），GB/T5101-2003《烧结普通砖》规定了其类别、等级、规格和产品标记。1.烧结普通砖的分类、质量等级、规格和产品标记

5.2.1烧结普通砖

强度、抗风化性能和放射性物质合格的砖，按照尺寸偏差、外观质量、泛霜和石灰爆裂划分为三个质量等级：A优等品、B一等品和C合格品。公称尺寸：240mm×115mm×53mm，常用配砖规格：175mm×115mm×53mm

砖的产品标记按照产品名称、品种、强度等级和标准编号的顺序。

烧结普通砖YMU15AGB/T5101

5.2.1烧结普通砖

2.技术要求（1）尺寸偏差

（2）外观质量

（3）强度：MU10-MU30。

（4）抗风化性能：抵抗干湿变化、冻融变化等气候作用的性能。严重风化区和非严重风化区。

（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。

5.2.1烧结普通砖

2.技术要求（6）石灰爆裂：优等品2mm，合格品不大于15mm，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15处，其中大于10mm的不得多于7处。

（7）产品中不允许有欠火砖、酥砖和螺旋纹砖。

（8）配砖和装饰砖：基本与普通砖一致。

（9）放射性物质3.烧结普通砖的应用：墙体

正火砖、欠火砖和过火砖

5.2.2烧结多孔砖和多孔砌块

烧结多孔砖（大于等于28%）和多孔砌块（大于等于33%）是以粘土﹑页岩或煤矸石、粉煤灰为主要原料经焙烧而成，主要用于承重部位的多孔砖和多孔砌块。

按主要原料分：粘土砖和砌块（N）、页岩砖和砌块（Y）、煤矸石砖和砌块（M）、粉煤灰砖和砌块（F）、淤泥砖和砌块（U）、建筑渣土砖和砌块（Z）和其他固体废弃物砖和砌块（G）。

按抗压强度分：MU10-MU30五级。

按密度分：1000/1100/1200/1300。砖和砌块的产品标记按产品名称、品种、规格、强度等级、密度等级和标准编号顺序。

烧结多孔砖N290×140×90MU251200GB13544-2011

5.2.3烧结空心砖和空心砌块烧结空心砖（大于等于40%）是以粘土﹑页岩或煤矸石为主要原料经焙烧而成的。主要用于建筑非承重部位。按强度分：MU3.5、MU5.0、MU7.5、MU10.0。

按密度分：800/900/1000/1100。烧结空心

5.3蒸压制品砌筑材料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、蒸压养护而成的实心砖，简称灰砂砖。根据其抗压强度和抗折强度分MU25,MU20,MU15,MU10四级。规格与普通砖一致。蒸压灰砂砖

5.3.1蒸压灰砂砖产品标记采用产品名称（LSB）、颜色、强度级别、产品等级、标准编号顺序。

优等品A、一等品B、合格品C。MU10仅可用于防潮层以上。

5.3.2蒸压加气混凝土砌块蒸压加气混凝土砌块是以钙质材料和硅质材料以及加气剂、少量调节剂，经配料、搅拌、浇筑成形、切割和蒸压养护而成的多孔轻质块体材料。

钙质材料：石灰、水泥；硅质材料：矿渣、粉煤灰、砂等。

按生产原料不同分：水泥-矿渣-砂、水泥-石灰-砂、水泥-石灰-粉煤灰等。

按外观质量、体积密度和抗压强度分：A优等品和B合格品。

按抗压强度分：A1.0、A2.0、A2.5、A3.5、A5.0、A7.5、A10。

5.3.2蒸压加气混凝土砌块按体积密度分：B03、B04、B05、B06、B07、B08。

产品标记以产品名称（代号ABC）、强度级别、体积密度级别、规格尺寸、产品等级和标准编号顺序。2.蒸压加气混凝土砌块的特性

（1）多孔轻质；

（2）一定的耐热性能和良好的耐火性能和保温隔热性能好；

（3）有一定的吸声能力，但隔声性能相对差些；

（4）干燥收缩大；（5）吸水导湿缓慢。观察与讨论讨论5.1砖

烧结普通砖的盐析现象

请观察右图(点击图片显示视频)，分析烧结普通砖表面产生白霜的原因及其后果。理解为何烧结普通砖的技术要求中规定优等品无泛霜，合格品不允许出现严重泛霜。普通砖表面的白霜

烧结普通砖的盐析现象

讨论砖的使用过程中的盐析现象称为泛霜。由于砖内含有硫酸钠等可溶性盐，这些可溶性盐受潮吸水溶解后，随水分蒸发向砖表面迁移，并在过饱和下结晶析出，产生膨胀，从而使砖表面结构疏松，导致砖的强度降低。泛霜还会导致砖面与砂浆抹面层剥离。工程实例分析5.1砌筑材料

(1)含可溶性盐较高的烧结粘土砖寿命较短

(2)某砖混结构浸水后倒塌

(3)灰砂砖墙体裂缝

现象原因分析(1)含可溶性盐较高的烧结粘土砖寿命较短

图A和图B是海南某地烧结粘土砖墙和花岗岩石墙。几年后烧结粘土砖墙出现明显腐蚀，而花岗岩石墙无此现象。图A烧结粘土砖墙图B花岗岩石墙原因分析(1)含可溶性盐较高的烧结粘土砖寿命较短

海南等沿海地区气候潮湿，而且空气中含较多的盐、碱等腐蚀介质，因此部分含可溶性盐较高的烧结粘土砖出现盐析，并导致砖的使用寿命缩短。而花岗岩表观密度大、内部结构致密、孔隙率小、吸水率低，耐盐碱腐蚀能力强，耐久性好。现象(2)某砖混结构浸水后倒塌

原因分析某县城于1997年7月8日至10日遭受洪灾，某住宅楼底部单车库进水，12日上午倒塌，墙体破坏后部分呈粉末状，该楼为五层半砖砌体承重结构。在残存北纵墙基础上随机抽取20块砖试验进行试验。自然状态下实测抗压强度平均值为5.85MPa，低于设计要求的MU10砖抗压强度。从砖厂成品堆中随机抽取了砖测试，抗压强度十分离散，高的达21.8MPa，低的仅5.1MPa。请对其砌体材料进行分析讨论。原因分析(2)某砖混结构浸水后倒塌

①砖的质量差。设计要求使用MU10砖，而在施工时使用的砖大部分为MU7.5，现场检测结果砖的强度低于MU7.5。该砖厂土质不好，砖匀质性差。

②砖的软化系数小，且被积水浸泡过，强度大幅度下降，故部分砖破坏后呈粉末状。

③另外，砌筑砂浆强度较低也是原因之一。现象(3)灰砂砖墙体裂缝

原因分析新疆某石油基地库房砌筑采用蒸压灰砂砖，由于工期紧，灰砂砖亦紧俏。出厂四天的灰砂砖即砌筑。8月完工，后发现墙体有较多垂直裂缝，至11月底裂缝基本固定。原因分析(3)灰砂砖墙体裂缝

①首先是砖出厂到上墙时间太短，灰砂砖出釜后含水量随时间而减少，20多天后才基本稳定。出釜时间太短必然导致灰砂砖干缩大。

②气温影响。砌筑时气温很高，而几个月后气温明显下降，因温差导致温度变形。

③灰砂砖表面光滑，砂浆与砖的粘结程度低。需要说明的是灰砂砖砌体的抗剪强度普遍低于普通粘土砖。基础知识5.4混凝土制品砌筑材料5.4.1普通混凝土小型砌块5.4.2轻集料混凝土小型空心砌块

5.4.1普通混凝土小型砌块由水泥、矿物掺合料、砂、石、水等为原料，经搅拌、振动成型、养护等工艺制成的小型砌块，包括空心砌块和实心砌块。GB8239-2014《普通混凝土小型砌块》规定：砌块按空心率分为空心砌块（空心率不小于25%，代号：H）和实心砌块（空心率小于25%，代号：S）。可以用于承重结构（L）和非承重结构（N）。

产品标记以砌块种类、规格尺寸、强度等级和标准代号顺序。

5.4.1普通混凝土小型砌块

L类砌块的吸水率应不大于10%，N类砌块的吸水率应不大于14%。L类砌块的线性干燥收缩值应不大于0.45mm/m；N类砌块的线性干燥收缩值应不大于0.65mm/m。砌块的碳化系数不应小于0.85，砌块的软化系数也不应小于0.85。5.4.2轻集料混凝土小型空心砌块

用轻集料混凝土制成的小型空心砌块。若以轻集料、轻砂（普通砂）、水泥和水等原料配制而成的轻集料混凝土的干表观密度不大于1950kg/m3。

5.4.2轻集料混凝土小型空心砌块GB/T15229-2011《轻集料混凝土小型空心砌块》的规定，轻集料混凝土小型空心砌块按砌块孔的排数分为单排孔、双排孔、三排孔和四排孔等。按砌块的密度分为八级：700/800/900/1000/1100/1200/1300/1400。按砌块的强度等级分为五级：2.5/3.5/5.0/7.5/10.0。

轻集料混凝土小型空心砌块（LB）按代号、类别（孔的排数）、密度等级、强度等级和标准编号顺序标记。

轻集料混凝土小型空心砌块吸水率应不大于18%，干燥收缩率应不大于0.065%，碳化系数应不小于0.8，软化系数应不小于0.8。

讨论(1)粘土砖与加气混凝土砌块吸水率的比较

将粘土砖与加气混凝土砌块分别在水中浸泡2min后，再分别敲开，观察新断面中孔的大小、形状分布及水渗入的程度，请分析其吸水率不同的原因。图A粘土砖吸水图B加气混凝土砌块吸水

讨论(1)粘土砖与加气混凝土砌块吸水率的比较

从新断面可见，水已渗入实心粘土砖内部，而仅渗入加气混凝土砌块表面。之所以有这样的差异，是其孔结构不同造成的。加气混凝土砌块为多孔结构，其孔是封闭的、不连通的小孔，故水难以渗入到其内部。实心粘土砖虽也是多孔结构，但其孔径大，且有大量连通孔存在。封闭不连通的小孔可以有效的阻止水的渗透；孔径大且存在连通孔则为水的渗透提供了条件。

讨论(2)钢丝网架水泥聚苯乙烯夹心板下图为某复合墙板的宏观构造图，请讨论各层材料的作用。钢丝网架水泥聚苯乙烯夹心板

讨论(2)钢丝网架水泥聚苯乙烯夹心板从上图中可见，该墙板由四种不同的材料构成，分别是：装饰层、水泥砂浆面层、钢筋网肋片和聚苯乙烯。各层分别有不同的作用。装饰层起到美观的效果；水泥砂浆面层作为钢筋网肋片和装饰层之间的过渡，可抹平钢筋网肋片，使装饰层平整易施工；钢筋网肋片提供墙体所需要的强度；聚苯乙烯芯材由于轻质，可降低墙体重量，同时由于多孔，可起到保温的作用。各种材料综合作用，使墙体材料具备高的性能。工程实例分析5.2砌块及墙体材料的发展顶层墙体开裂某四层砖混结构的平屋面住宅在竣工两年后，在顶层墙体出现正八字裂缝。现象原因分析

原因分析顶层墙体开裂由于平屋面和墙体所受高温和太阳辐射不同，温度差异大，如有的地区夏季屋面上表面最高温度可达60℃，而顶层内墙体的平均最高温度仅为30℃左右。其他各层楼板和墙体的温度逐层降低。为此，建筑物的变形出现明显差异，其中层盖顶板与墙体的变形差异最大，顶板对墙体产生水平推力，导致墙体开裂，形成八字缝。

需要说明的是，在屋面上设通风隔热层，可大大减少顶板与墙体温差，对防止墙体开裂有利。屋面板表面的保温防水材料宜用浅色材料，减少吸收辐射热。基础知识5.5砌筑石材5.5.1砌筑石材的分类

5.5.2砌筑石材的性质及技术要求

5.5.1砌筑石材的分类1.按岩石的形成分类

根据组成砌筑石材的岩石形成地质条件的不同，砌筑石材可分为2.按外形分类①料石：砌筑用料石，按其加工面的平整程度可分为细料石、半细料石、粗料石和毛料石四种。②毛石：砌体用毛石呈块状，其中部厚度不应小于200mm。毛石

用料石砌筑的门拱

岩浆岩石材、沉积岩石材和变质岩石材。5.5.1砌筑石材的分类(1)岩浆岩石材岩浆岩石材岩浆岩又称火成岩。熔融的岩浆由地壳内部上升后冷却而成。可分三种：Ａ．深成岩是岩浆在地壳深处，在很大的覆盖压力下缓慢冷却而成的岩石，如花岗岩等。其构造致密，容重大，抗压强度高，耐久性好。Ｂ．喷出岩是熔融的岩浆喷出地表后，在压力降低、迅速冷却的条件下形成的岩石。当喷出的岩浆层厚时，其特性近似深成岩；若喷出的岩浆层较薄时，则形成多孔结构。Ｃ．火山岩是轻质多孔结构的材料。

(2)沉积岩石材沉积岩是由原来的母岩风化后，经过风吹、流水冲移，沉积而成。其特性是结构致密性较差，孔隙率较大，强度较低，耐久性较差。如石灰岩、砂岩和页岩等。(3)变质岩石材变质岩是由原生岩浆岩或沉积岩，经过地壳内部高温高压等作用后而形成的岩石。其中有的结构变得致密，坚实耐久，如石灰岩变质为大理石。而岩浆岩经变质后，性质反而变差，如花岗岩变质成的片麻岩，易产生分层剥落，使耐久性变差。

5.5.2砌筑石材的性质与技术要求1.力学性质

砌筑石材的力学性质除了考虑抗压强度外，根据工程需要，还应考虑它的抗剪强度、冲击韧性等。70mm立方体试件的极限抗压强度平均值。分为七个强度等级：MU100/MU80/MU60/MU50/MU40/MU30/MU20。

2.耐久性

石材的耐久性主要包括抗冻性、抗风化性、耐水性（软化系数大于0.9为高耐水性石材；0.7-0.9为中等耐水性石材；0.6-0.7为低耐水性石材；软化系数低于0.6的石材一般不允许用于重要建筑）等。《砌体结构设计规范》规定，用于稍潮湿或很潮湿基土的砌筑石材其最低强度等级为MU30，用于含饱和水场合的砌筑石材其最低强度等级为MU40。观察与讨论讨论5.5砌筑石材石料的砌筑

A、B、C三块石料均具有层理，其层理及受力方向如下图所示。请讨论这几种石料的砌筑有何问题。

层理不同的石料

石料的砌筑

讨论C石料的砌筑方向不对，具有层理构造的石块其垂直层理的强度高于平行于层理的强度，宜转90°放置。工程实例分析5.5砌筑石材赵州石桥

河北赵州石桥建于1300多年前的隋代，桥长约51m，净跨37m，拱圈的宽度在拱顶为9m，在拱脚处为9.6m。建造该桥的石材为石灰岩，石质的抗压强度非常高（约为100MPa）。

该桥在主拱肋与桥面之间设计了并列的四个小孔，挖去部分填肩材料，从而开创了“敞肩拱”的桥型。拱肩结构的改革是石拱建筑史上富有意义的创造，因挖空拱肩不仅减轻桥的自重、节省材料、减轻桥基负担，使桥台可造得轻巧，并直接建在天然地基上亦可使桥台位移很小，地基下沉甚微；且使拱圈内部应力很小。这也正是该桥使用千年却仅有极微小的位移和沉陷，至今不坠的重要原因之一。经计算发现由于在拱肩上加了四个小拱并采用16cm～30cm厚的拱顶薄填石，使拱轴线（一般即拱圈的中心线）和恒载压力线甚为接近，拱圈各横截面上均只受压力或极小拉力。赵州桥结构体现的二线要重合的道理，直到现代才被国内外结构设计人员广泛认识。该桥充分利用了石材坚固耐用的长处，从结构上减轻桥的自重，扬长避短，是造桥史上的奇迹。赵州石桥

创新能力培养提高灰砂砖与砂浆粘结强度问题现一般生产的灰砂砖表面光滑，与普