第5章砌体材料

第5章砌体材料

5.1砖

5.2砌块及墙体材料的发展5.3砌筑石材历史回顾创新能力培养

材料综合选用

常见问题及解答练习题本章学习指导

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。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1490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体材料介绍砌体结构的定义：是指由块材通过砂浆铺砌而成的结构。

块材包括了砖、石和各种砌块；

砂浆包括了水泥砂浆、石灰砂浆、混合砂浆以及砌块专用砂浆。砌体的作用：在建筑物中起承重、围护或分隔的作用。基础知识5.1砖

砖是指砌筑用的人造小型块材，外形多为直角六面体，其长度不超过365mm，宽度不超过240mm，高度不超过115mm。

分类:（1）砖按孔洞率分为：实心砖：孔洞率小于15%，尺寸为240×115×53;多孔砖：孔洞率不小于15%，孔的尺寸小而数量多;空心砖：孔洞率不小于15%，孔的尺寸大而数量少.（2）按制造工艺烧结砖：经焙烧制成的砖。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。5.1.1烧结普通砖

分类烧结粘土砖烧结页岩砖烧结煤矸石砖烧结粉煤灰砖烧结普通砖是由粘土、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15%且外形尺寸符合规定的砖。定义：

1.烧结普通砖的分类和产品标记砖坯在氧化环境中焙烧可得红砖，还原气氛下可得青砖。按主要原料不同分为粘土砖（N）、页岩砖（Y）、煤矸砖（M）和粉煤灰砖（F），目前主要是粘土砖，但粘土砖耗用大量农田，且生产中会逸放氟、硫等有害气体，能耗高，需限制生产，并逐步淘汰，不少城市已经禁止使用。按照GB/T5101—2003《烧结普通砖》的规定，强度和抗风化性能合格的砖，按照尺寸偏差、外观质量、泛霜和石灰爆裂等项指标划分为三个等级：优等品（A）、一等品（B）和合格品（C）。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写出。如：烧结普通砖YMU15AGB/T5101砖与砖坯烧结普通砖的生产工艺：

采土---配料调制---制胚

---干燥---焙烧----成品烧结普通砖为矩形块体材料，其标准尺寸为240mm×115mm×53mm。在砌筑时加上砌筑灰缝宽度10mm。每块砖的240mmxll5mm的面称为大面，240mm×53mm的面称为条面，115mm×53mm的面称为顶面。砖砌体是由砖和砂浆砌筑而成的砌体结构。承重墙一般采用实心砌体，砌合方式一顺一丁、梅花丁、三顺一丁…

墙体厚度尺寸：120mm（半砖）、240mm（一砖）、370mm（一砖半）、490mm（两砖）、620（两砖半）等。也可侧砌成180mm、300mm、420mm。2.技术要求（1）形状尺寸烧结普通砖的尺寸允许偏差应符合GB/T5101—2003《烧结普通砖》的规定。公称尺寸优等品一等品合格品样本平均偏差样本极差≤样本平均偏差样本极差≤样本平均偏差样本极差≤240±2.06±2.57±3.08115±1.55±2.06±2.5753±1.54±1.65±2.06（2）外观质量砖的外观质量包括：两条面高度差、弯曲、杂质凸出高度、缺棱掉角、裂纹长度、完整面和颜色等项内容应符合规定。项目优等品一等品合格品两条面高度差≤234弯曲≤234杂质凸出高度≤234缺棱掉角的三个破坏尺寸不得同时大于52030裂纹长度≤a．大面上宽度方向及其延伸至条面的长度306080b．大面上长度方向及其延伸至顶面的长度或条顶面上水平裂纹的长度5080100完整面不得少于二条面和二顶面一条面和一顶面－颜色基本一致－－（3）强度等级烧结普通砖强度分为MU30、MU25、MU20、MU15、MU10五个等级。测定强度时，抽取10块砖试样，加荷速度为（5±0.5）KN/s。试验后计算出10块砖的抗压强度平均值，并分别按下式计算标准差、变异系数和强度标准值。强度等级≥≤0.21>0.21≥≥MU3030.022.025.0MU2525.018.022.0MU2020.014.016.0MU1515.010.012.0MU1010.06.57.5（4）抗风化性能指在干湿变化、温度变化、冻融变化等因素作用下，不被破坏并长期保持其原有性质的能力。抗风化性能越强，耐久性越好。砖的抗风化性能除了与砖本身性质有关外，与所处环境的风化指数也有关。（5）泛霜砖内可溶性盐类在使用过程中在砖的表面产生的盐析现象，一般在砖表面形成絮团状斑点的白色粉末。轻微泛霜有损建筑物外观，中等程度泛霜会引起砖表层酥松，严重泛霜将破坏砖与砂浆的粘结。（6）石灰爆裂如果烧结砖原料土中夹杂有石灰石成分，在烧砖时可能被烧成生石灰，砖吸水后生石灰消化产生体积膨胀，导致砖发生胀裂破坏，这种现象称为石灰爆裂。石灰爆裂严重影响烧结砖的质量，并降低砌体强度。3.烧结普通砖的应用烧结普通砖具有较高的强度，又因多孔结构而具有良好的绝热性、透气性和稳定性，还具有较好的耐久性及隔热、保温等性能，加上原料广泛，工艺简单，是应用历史最长、应用范围最为广泛的砌体材料之一。广泛用于砌筑建筑物的墙体、柱、拱、烟囱、窑身、沟道及基础等；与轻骨料混凝土、加气混凝土、岩棉等隔热材料配套使用，砌成两面为砖、中间填以轻质材料的轻体墙；在砌体中配置适当的钢筋或钢筋网成为配筋砌体，代替钢筋混凝土柱、过梁等。由于烧结粘土砖主要以毁田取土烧制，加上其自重大、施工效率低及抗震性能差等缺点，已不能适应建筑发展的需要。建设部已作出使用烧结普通粘土砖的相关规定，随着墙体材料的发展和推广，烧结普通粘土砖必将被其它墙体材料所取代。

5.1.2蒸压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、蒸压养护而成的实心砖，简称灰砂砖。灰砂砖的尺寸规格为240mm×115mm×53mm，根据其抗压强度和抗折强度分MU25、MU20、MU15、MU10四级。蒸压灰砂砖

5.1.3烧结空心砖

烧结空心砖是以粘土﹑页岩或煤矸石为主要原料经焙烧而成的顶面有孔洞的砖。

烧结空心砖的特点是：孔洞个数较少但洞腔大，孔洞垂直于顶面平行于大面。使用时大面受压，所以这种砖的孔洞与承压面平行。烧结空心砖自重较轻，可减轻墙体自重，改善墙体的热工性能等，但强度不高，因而多用作非承重墙。根据GB13545-92规定将空心砖分为优等品（Ａ）、一等品（Ｂ）与合格品（Ｃ）三个等级。烧结空心

5.1.4烧结多孔砖

烧结多孔砖是以粘土﹑页岩或煤矸石为主要原料经焙烧而成，主要用于承重部位的多孔砖。主要原料与烧结空心砖相同。烧结多孔砖内的孔洞尺寸小而数量多，孔洞分布在大面尚且均匀合理，非孔部分砖体较密实，所以强度较高。工程中使用时常以孔洞垂直于承压面，以充分利用砖的抗压强度。烧结多孔砖抗压强度分为ＭＵ30、ＭＵ25、ＭＵ20、ＭＵ15、ＭＵ10五个强度等级。烧结多孔砖

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，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

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砖

（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5.2砌块及墙体材料的发展5.2.1砌块的定义与分类5.2.2常用砌块的性能与应用5.2.3新型墙体材料的发展

5.2.1砌块的定义与分类砌块是用于砌筑的人造块材。砌块系列中主规格的长度、宽度或高度有一项或一项以上分别大于365mm、240mm或115mm。但高度不大于长度或宽度的6倍，长度不超过高度的3倍。

分类：砌块按其尺寸规格分为小型砌块、中型砌块和大型砌块；按用途分为承重砌块和非承重砌块；按孔洞设置状况分为空心砌块（空心率≥25％）和实心砌块（空心率＜25％）；按所用主要材料及生产工艺命名分为水泥混凝土砌块、加气混凝土砌块、粉煤灰砌块、石膏砌块、烧结砌块等。制作砌块能充分利用地方材料和工业废料，且制作工艺不复杂。砌块尺寸比砖大，施工方便，能有效提高生产率，还可改善墙体功能。5.2.2常用砌块的性能与应用1.

蒸压加气混凝土砌块

是以钙质材料(水泥、石灰等)和硅质材料(砂、矿渣、粉煤灰等)以及加气剂(铝粉等)，经配料、搅拌、浇注、发气、切割和蒸压养护而成的多孔轻质块体材料。

性能：蒸压加气混凝土砌块的单位体积重量是粘土砖的三分之一，保温性能是粘土砖的3-4倍，隔音性能是粘土砖的2倍抗渗性能是粘土砖的一倍以上，耐火性能是钢筋混凝土的6-8倍。它的施工特性也非常优良，它不仅可以在工厂内生产出各种规格，还可以像木材一样进行锯、刨、钻、钉，又由于它的体积比较大，因此施工速度也非常快，可作为各种建筑的填充材料。

砌块按尺寸偏差与外观质量、干密度，抗压强度和抗冻性分为优等品（A）、合格品（B）两个等级。砌块按强度分为A1.0，A2.0，A2.5，A3.5，A5.0，A7.5，A10七个级别。砌块按表观密度分为B03，B04，B05，B06，B07，B08六个级别。应用：加气混凝土砌块质量轻，具有保温、隔热、隔音性能好，抗震性强(自重小)、热导率低、传热速度慢、耐火性好、易于加工、施工方便等特点，是应用较多的轻质墙体材料之一。适用于低层建筑的承重墙、多层建筑的间隔墙和高层框架结构的填充墙，作为保温隔热材料也可用于复合墙板和屋面结构中。在无可靠的防护措施时，该类砌块不得用于处于水中、高湿度、有碱化学物质侵蚀等环境中，也不得用于建筑物的基础和温度长期高于的建筑部位。普通混凝土小型空心砌块是以水泥、砂、碎石和砾石为原料，加水搅拌、振动加压或冲击成型，再经养护制成的一种墙体材料，其空心率不小于25％。按其抗压强度分为MU3.5、MU5.0、MU7.5、MU10.0、MU15.0、MU20.0六个等级。按尺寸偏差与外观质量分为优等品（A）、一等品（B）、合格品（C）。主要规格尺寸为390×190×190mm。产品标记按产品名称（代号NHB）、强度等级、外观质量等级和标准编号的顺序。2.

普通混凝土小型空心砌块

应用：该类小型砌块适用于地震设计烈度为8度和8度以下地区的一般民用与工业建筑物的墙体。出厂时的相对含水率必要满足标准要求；施工现场堆放时，必须采取防雨措施；砌筑前不允许浇水预湿。3.轻集料混凝土小型空心砌块轻集料混凝土小型空心砌块是以陶粒、膨胀珍珠岩、浮石、火山渣、煤渣、自燃煤矸石等各种轻粗细集料和水泥按一定比例配制，经搅拌、成型、养护而成的空心率大于或等于25％、表观密度小于1400Kg/m3的轻质混凝土小砌块。该砌块的主规格为390mm×190mm×190mm，强度等级为MU1.5、MU2.5、MU3.5、MU5.0、MU7.5、MU10.0，其各项性能指标应符合国家标准的要求。轻集料混凝土小型空心砌块是一种轻质、高强能取代普通粘土砖的具有发展前景的一种墙体材料，不仅可用于承重墙，还可以用于既承重又保温或专门保温的墙体，更适合于高层建筑的填充墙和内隔墙。

5.2.3新型墙体材料的发展砌体材料主要用于砌筑墙体。墙体材料的改革是一个重要而难度大的问题，发展新型墙体材料不仅是取代实心粘土砖的问题，首要是保护环境、节约资源、能源；另外是满足建筑结构体系的发展，包括抗震以及多功能；还有是给传统建筑行业带来变革性新工艺，摆脱人海式施工，采用工厂化、现代化、集约化施工。新型墙体材料正朝着大型化、轻质化、节能化、利废化、复合化、装饰化以及集约化等方面发展。墙体材料除砖与砌块外，还有墙用板材。

基础知识5.3砌筑石材5.3.1砌筑石材的分类

5.3.2砌筑石材的性质与技术要求5.3.1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，砌筑石材可分为岩浆岩石材、沉积岩石材和变质岩石材。

（1）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，建筑上常用的深成岩有花岗岩、闪长岩等。其构造致密，容重大，抗压强度高，耐久性好。Ｂ．喷出岩，建筑上常用的喷出岩有玄武岩、辉绿岩等。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，砌筑石材常用的火山岩有浮石等。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。2.按外形分类①料石：是由人工或机械凿琢加工的较规则的六面体石块。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：采石场爆破后直接得到的形状不规则的石块。毛石用料石砌筑的门拱

（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。

5.3.2砌筑石材的性质与技术要求1.力学性质

砌筑石材的抗压强度等级以边长70mm的立方体为标准试块的抗压强度表示，抗压强度取三个试块破坏强度的平均值。天然石材的强度等级分为MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20共7个等级。天然岩石抗压强度的大小，取决于岩石的矿物组成、结构与构造特征、胶结物质的种类及均匀性等因素。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。