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文档简介

土木工程材料

6砌筑材料

主讲

6.1烧结砖6.1.1.烧结普通砖烧结普通砖是以粘土、页岩、煤矸石、粉煤灰为主要原材料,经焙烧而成的尺寸为240×115×53㎜直角六面体块材。粘土质材料在一定温度下,其中的铝硅酸盐矿物局部熔融,冷却后将其余矿物颗粒粘结成一体,保持砖坯的形体,并具有一定的物理、力学性能。这一工艺称为“烧结〞或“焙烧〞。烧结普通砖俗称小砖、标准砖、实心砖等。烧结普通砖的技术指标烧结普通砖根据抗压强度分为MU30、MU25、MU20、MU15、MU10五个强度等级。强度和抗风化性能合格的砖,根据尺寸偏差、外观质量、泛霜和石灰爆裂等分为优等品〔A〕、一等品〔B〕和合格品〔C〕三个质量等级。各等级砖的具体技术要求如下:〔1〕尺寸允许偏差烧结普通砖的尺寸允许偏差应符合表6-1的规定〔样本数为20块〕。〔2〕外观质量烧结普通砖的优等品颜色应根本一致,一等品和合格品颜色无要求。其他外观质量应符合表6—2的规定。〔3〕强度等级烧结普通砖强度应符合表6—3的规定。强度实验按GB/T2542进行,抽取10块砖试样进行抗压强度试验,根据试验结果,按平均值一标准值方法〔变异系数δ≦0.21时〕或平均值一最小值方法〔变异系数δ>0.21时〕评定砖的强度等级。〔4〕烧结普通砖的缺陷指标当生产烧结砖的原料中含有有害杂质或生产工艺不当时,均可造成烧结砖的质量缺陷,影响砖的耐久性。主要缺陷及耐久性指标有:1〕烧结砖的泛霜当生产烧结砖的原料中含有可溶性无机盐时,会隐含在成品烧结砖的内部,砖吸水后再次枯燥时,水分会向外迁移,这些可溶性盐随水渗到砖的外表,水分蒸发后便留下白色粉末状的盐,形成白霜,这就是泛霜现象。泛霜严重时,由于大量盐类的溶出和结晶膨胀会造成砖砌体外表粉化及剥落,内部孔隙率增大,抗冻性显著下降。国家标准规定优等砖不得有泛霜现象,合格砖不得严重泛霜。2〕烧结砖的石灰爆裂有时生产烧结砖的原料中夹有石灰石等杂物,经焙烧后砖内形成了颗粒状的石灰块等物质。处于枯燥条件下时,这些杂质不会影响砖的性能,一旦吸水后,就会产生局部体积膨胀,导致砖体开裂甚至崩溃。石灰爆裂不仅造成砖体的外观缺陷和强度降低,还可能造成对砌体的严重危害。3〕欠火砖与过火砖烧结砖的形成是砖坯经高温焙烧,使局部物质熔融,冷凝后将未经熔融的颗粒粘结在一起成为整体。当焙烧温度缺乏时,熔融物太少,难以充满砖体内部,粘结不牢,这种砖称为欠火砖。欠火砖孔隙率大,强度低,抗冻性差,外观颜色较浅,为有缺陷砖。当焙烧温度过高时,砖内熔融物过多,造成高温下的砖体变软,此时砖在点支撑下易产生弯曲变形,这种砖为过火砖。它也属于有缺陷砖。欠火砖与过火砖均为不合格产品。〔5〕烧结砖的耐久性烧结砖的耐久性除了砖的泛霜和石灰爆裂性外,还包括抗风化性能。砖的抗风化性能用抗冻融试验或吸水率试验来衡量。标准GBS101一2000规定,黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、新疆等五省、区必须进行冻融试验;其他地区,砖的吸水率满足表6—4的,可不做冻融试验。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。6.2烧结多孔砖和空心砖6.2.1烧结多孔砖烧结多孔砖通常指砖内孔径不大于22mm,孔洞率不小于15%的烧结砖。外型尺寸可为长度〔L〕290、240、190㎜,宽度〔B〕240、190、180、175、140、115㎜,高度〔H〕90㎜的不同组合而成。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,非孔局部砖体较密实,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。烧结多孔砖根据10块的抗压强度分为MU30、MU25、MU20、MU15、MU10五个强度等级。6.2.2烧结空心砖烧结空心砖是指孔洞率大于15%,孔尺寸大而孔数量少的砖。烧结空心砖的尺寸一般较大,空洞通常平行于承压面,抗压强度较低。依据抗压强度可划分为MU5.0、MU3.0和MU2.0三种强度等级。根据空心砖〔含空洞〕的表观密度划分为800、900、1100㎏/m3三个等级的空心砖。每个密度级别根据外观质量、强度等级、尺寸偏差和物理性能,又分为优等品〔A〕、一等品〔B〕与合格品〔C〕三个等级。6.3砌块砌块是用于砌筑工程的人造块材,砌块与砖的主要区别是,砌块的长度大于365mm或宽度大于240mm或高度大于115mm。工程中常用的砌块有:水泥混凝土砌块、轻集料混凝土砌块、炉渣砌块、粉煤灰砌块及其它硅酸盐砌块、水泥混凝土铺地砖等。〔1〕混凝土空心砌块工程中常用的混凝土空心砌块尺寸一般为390×190×190mm、290×190×190mm和190×190×190mm,孔洞率一般为35%~60%。强度等级分别为MU3.5、MU5.0、MU7.5、MU10、MU15.0和MU20.0六个等级。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〕三个等级。混凝土砌块使用前,应首先检验外观质量和尺寸偏差,合格后再检验其抗压强度及相对含水率。必要时检验其抗渗性和抗冻性。其中相对含水率是指砌块的实际含水率与其最大吸水率之比。当混凝土砌块使用轻集料时,空心砌块的重量大为减轻,按其表观密度〔含孔洞〕有500~1000kg/m3不等。常用的轻集科有陶粒、煤渣、自燃煤矸石和膨胀珍珠岩等。〔2〕蒸压加气混凝土砌块〔ACB〕蒸压加气混凝土砌块是用钙质材料〔如水泥、石灰〕和硅质材料〔如砂子、粉煤灰、矿渣〕的配料中参加铝粉作加气剂,经加水搅拌、浇注成型、发气膨胀、预养切割,再经高压蒸汽养护而成的多孔硅酸盐砌块。发气剂又称加气剂,是制造加气混凝土的关键材料。发气剂大多项选择用脱脂铝粉。掺入浆料中的铝粉,在碱性条件下产生化学反响:铝粉极细,产生的氢气形成许多小气泡,保存在很快凝固的混凝土中。这些大量的均匀分布的小气泡,使加气混凝土砌块具有许多优良特性。#例6-1试解释制成红砖与青砖的原理。焙烧是制砖最重要的环节。当砖坯在氧化气氛中烧成出窑,砖中的铁质形成了红色的Fe2O3,那么制得红砖。假设砖坯在氧化气氛中烧成后,再经浇水闷窑,使窑内形成复原气氛,促使砖内的红色高阶氧化铁〔Fe2O3〕复原成青灰色的低价氧化铁(FeO),即制得青砖。粘土砖焙烧温度为950℃左右烧出的砖色泽多为红色。这是由于砖中的着色矿物,如在氧化气氛中保温、冷却时,铁形成了呈红色的Fe2O3之故。而为获得青色,那么焙烧开始阶段在氧化气氛中,到达焙烧温度后,封闭火门,隔绝空气流入,并配合从窑顶洇水入窑,产生大量水蒸汽,转变成缺氧环境,使砖在复原气氛里保温、冷却。这时,砖中形成的是呈青灰色的氧化铁(FeO),制得青砖。例6-2何谓烧结普通砖的泛霜和石灰爆裂?它们对建筑物有何影响?解泛霜是指粘土原料中的可溶性盐类〔如硫酸钠等〕,随着砖内水分蒸发而在砖外表产生的盐析现象,一般为白色粉末,常在砖外表形成絮团状斑点。泛霜的砖用于建筑中的潮湿部位时,由于大量盐类的溶出和结晶膨胀会造成砖砌体外表粉化及剥落,内部孔隙率增大,抗冻性显著下降。当原料土中夹杂有石灰质时,那么烧砖时将被烧成过烧的石灰留在砖中。石灰有时也由掺入的内燃料〔煤渣〕带入。这些石灰在砖体内吸水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,重者将使砖砌体强度降低直至破坏。砖中石灰质颗粒越大,含量越多,那么对砖砌体强度影响越大。GB5101—2000规定,优等品砖不允许有泛霜现象,一等品砖不允许出现中等泛霜,合格品砖不允许出现严重泛霜。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;一等品砖不允许出现最大破坏尺寸大于10mm的爆裂区域,在2~10mm之间爆裂区域,每组砖样不得多于15处。例6-3如何识别欠火砖和过火砖?解烧结砖的形成是砖坯经高温焙烧,使局部物质熔融,冷凝后将未经熔融的颗粒粘结在一起成为整体。当焙烧温度缺乏时,熔融物太少,难以充满砖体内部,粘结不牢,这种砖称为欠火砖。欠火砖,低温下焙烧,粘土颗粒间熔融物少,孔隙率大、强度低、吸水率大、耐久性差;过火砖由于烧成温度过高,产生软化变形,造成外形尺寸极不规整。欠火砖色浅、敲击时声哑,过火砖色较深、敲击时声清脆。例6-4某烧结普通砖试验,10块砖样的抗压强度值分别为:14.2、21.1、9.5、22.9、13.3、18.8、18.2、18.2、19.8、19.8〔MPa〕,试确定该砖的强度级。解计算10块试样的抗压强度平均值为:f=(14.2+21.1+9.5+22.9+13.3+18.8+18.2+18.2+19.8+19.8)/10=17.6MPa计算标准差S:将单块试样抗压强度测定值fi,代入求得S=4.05MPa计算强度变异系数〔δ〕:δ=S/f=4.05/17.6=0.23 ∵变异系数δ=0.23>0.21单块最小抗压强度值fmin=9.5≥7.5由表6—3,该砖的强度等级为MU10。例6-5选用天然石材的原那么是什么?为什么一般大理石板材不宜用于室外?解选用天然石材时应满足以下几方面的要求:1.适用性。是指在选用建筑石材时,应针对建筑物不同部位,选用满足技术要求的石材。如对于结构用石材,主要要求指标是石材的强度、耐水性、抗冻性等;饰面用石材,主要技术要求是尺寸公差、外表平整度、光泽度和外观缺陷等;2.经济性。由于天然石材自重大,开采运输不方便,故应贯彻就地取材原那么,以缩短运距,降低本钱。同时,天然岩石雕琢加工困难,加工费工耗时,本钱高。一些名贵石材,价格高昂,因此选材时必须予以慎重考虑。3.色彩。石材装饰必须要与建筑环境相协调,其中色彩相融性尤其明显和重要。因此选用天然石材时,必须认真考虑所选石材的颜色与纹理,力争取得最正确装饰效果。天然大理石化学成分为碳酸盐。当大理石长期受雨水冲刷,特别是受酸性雨水冲刷时,可能使大理石外表的某些物质被侵蚀,从而失去原貌和光泽,影响装饰效果,因此一般大理石板材不宜用于室外装饰。烧土制品一、是非题(正确的在题后括号内打“+〞,不正确的打“-〞)1、烧结普通砖当其强度能得到保证时,吸水率较大者那么较好。()2、烧结粘土砖烧制得越密实,那么其质量越好。()3、烧砖时窑内为氧化气氛制得青砖,为复原气氛时制得红砖。()二、选择题(把正确的答案填在括号内)1、砖的等级是由()来确定的。a、外观质量b、抗压强度和抗折强度c、标号、耐久性和外观质量2、粘土砖在砌墙前要浇水润湿,其目的是为了()a、把砖冲洗干净b、保证砌筑砂浆的稠度

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