第11章砌筑材料.ppt

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1、第10章 砌 筑 材 料,墙体材料和屋面材料,墙体材料：砖、砌块、板材 屋面：瓦、板材,烧土制品原料,黏土的组成：层状结晶结构的含水铝硅酸盐（mSiO2.nAl2O3.xH2O）为主，其中SiO2和Al2O3的含量分别为55%65%和10% 15%，常见的黏土矿物：高岭石、蒙脱石、水云母等。 杂质：石英、长石、碳酸盐、铁质矿物、有机质杂质。杂质直接影响制品的性质，例如，细分散的褐铁矿和碳酸盐会降低黏土的耐火度（焙烧温度）；块状的碳酸钙焙烧后形成石灰杂质，使制品发生石灰爆裂 黏土物质：粒径小于0.005mm的片状颗粒，使黏土获得较高的可塑性，决定了成品性能。,黏土的种类,按杂质含量、耐火度以及用

2、途不同，分为： 高岭土：杂质含量极少，为纯净黏土，不含氧化铁等染色杂质。焙烧后呈白色，耐火度高达17301770，多用于制造瓷器。 耐火黏土（火泥）。杂质含量小于10%，焙烧后呈淡黄色至黄色，耐火度在1580 以上，是生产耐火材料，内墙面砖及耐火、耐酸陶瓷制品的原料。 难熔黏土（陶土）。杂质含量为10% 15%，焙烧后呈淡灰、淡黄至红色，耐火度为1350 1580 ，是生产地砖、外墙面砖及精陶制品的原料。 易熔黏土（砖土、砂质黏土）。杂质含量高达25%，耐火度低于1350 ，是生产黏土砖瓦及粗陶制品的原料。在氧化气氛中焙烧时，因高价氧化铁的存在呈红色，在还原气氛中焙烧时，因低价氧化铁的存在而呈

3、青色。,黏土成为石质材料的过程,焙烧初期，黏土中自由水分逐渐蒸发，当温度达到110时，自由水分完全排出，黏土失去可塑性。 温度500700 时，有机物烧尽，粘土矿物及其它矿物的结晶水脱出，随后黏土矿物发生分解。继续加热到1000 以上时，已分解出的各种氧化物将重新结合生成硅酸盐矿物。黏土中的易熔化合物开始形成熔融体（液相），一定数量的熔融体包裹未熔的颗粒，并填充颗粒之间的空隙，冷却后便转变为石质材料。 随着熔融体数量的增加，焙烧黏土中的开口孔隙减少，吸水率降低，强度、耐水性及抗冻性等提高。,黏土的烧结性,黏土在焙烧过程中变得密实，转变为具有一定强度的石质材料的性质，称为黏土的烧结性。 烧结范围

4、:易熔黏土耐火度很低，烧结范围也很窄，只有50100，耐火黏土的烧结范围高达400 ,工业废渣,页岩：含有大量黏土矿物，可用来代替黏土生产烧土制品。由于页岩粉磨细度不如黏土，故坯料中所需水分少，有利于坯体干燥，干燥时制品体积收缩较小 煤矸石：热值较高的粘土质煤矸石，节约燃料。 粉煤灰：部分代替黏土。,烧土制品生产工艺简介,坯料调制：破坏原料的原始结构，粉碎大块原料，剔除有害杂质，组分调整，加入适量水分拌和，制成均匀，适合成型的坯料。 制品成型：塑压法（含水率15%25%），挤泥机挤出后切割，烧结普通砖、多孔砖、空心砖。模压法（半干压法含水率8%12% ）（干压法含水率4%6%），压力机上成型，

5、黏土平瓦，外墙面砖、地砖。注浆法：（含水率40%），注入模型后干燥。形状复杂、薄壁制品，卫生陶瓷，内墙面砖。,生产工艺,生坯干燥：降至含水率8%10% 焙烧：生坯实现自由水分脱出，结晶水脱出、黏土矿物分解、形成硅酸盐矿物和熔融体等过程。生产多孔制品时，为使其具有相当的强度，又有足够的孔隙率，烧成温度宜控制在稍高于开始烧结温度，约为900950，当生产密实制品时，烧成温度宜控制在略低于烧结极限（耐火度），使所得制品密实而又不坍流变形。,欠火：因烧成温度过低或时间过短，坯料未能达到烧结状态的，称为欠火。欠火制品通常颜色较浅，呈黄皮或黑心，敲击声哑，孔隙率很大，强度低，耐久性差。 过火：因烧成温度过

6、高使坯体坍流变形的，称为过火。欠火制品通常颜色较深，外形有弯曲变形或压陷、黏底等质量问题，敲击声脆，密实度大，强度高，耐久性好。,上釉,在干燥后的生坯上施以釉料，然后焙烧，内墙面砖，琉璃瓦。 在制品焙烧的最后阶段，在窑的燃烧室内投入食盐，其蒸气被制品表面吸收生成易熔物，从而形成釉层，陶土排水管上的釉层。,烧结砖 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24011553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部分熔融，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

7、结普通砖俗称小砖、标准砖、实心砖等。,外观质量、泛霜和石灰爆裂等分为优等品（）、一等品（）和合格品（）三个质量等级。各等级砖的具体技术要求如下： 烧结普通砖根据抗压强度分为30、25、20、15、10五个强度等级。强度和抗风化性能合格的砖，根据尺寸偏差、 （1）尺寸允许偏差 烧结普通砖的尺寸允许偏差应符合下表的规定（样本数为块）。,（2）外观质量 烧结普通砖的优等品颜色应基本一致，一等品和合格品颜色无要求。其他外观质量应符合表113的规定。,（3）强度等级 烧结普通砖强度应符合表111的规定。强度实验按GB/T2542进行，抽取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

8、系数0.21时）或平均值一最小值方法（变异系数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，砖吸水后再次干燥时，水分会向外迁移，这些可溶性盐随水渗到砖的表面，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表面粉化及剥落，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。,）烧结砖的

9、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。处于干燥条件下时，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，使部分物质熔融，冷凝后将未经熔融的颗粒粘结在一起成为整体。当焙烧温度不足时，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

10、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114的，可不做冻融试验。,2. 烧结多孔砖和空心砖 （1）烧结多孔砖 烧结多孔砖通常指砖内孔径不大于22，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

11、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。烧结多孔砖根据10块的抗压强度分为30、 25、 20、 15、 10五个强度等级。,（2）烧结空心砖 烧结空心砖是指孔洞率大于，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。 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（）、一等品（）与合格品（）三个等级。,非烧结砖,蒸压灰砂砖 蒸养粉煤灰砖 炉渣砖,砌块 砌块

12、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365或宽度大于240或高度大于115。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 、和 ，孔洞率一般为 。强度等级分别为 3.5、5.0、7.5、10、15.0和20.0六个等级。按其尺寸偏差和外观质量分为优等品（）、一等品（）及合格品（）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

13、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5001000 kg3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（） 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）的配料中加入铝粉作加气剂，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。发气剂大多选用脱脂铝粉。掺入浆料中的铝粉，在碱性条件下产生化学反应： 铝粉极细，产生的氢气形成许多小气泡，保留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

14、混凝土砌块具有许多优良特性。,建筑板材,预应力空心墙板 玻璃纤维增强水泥多孔墙板 轻质隔热夹芯板 网塑空心板 纤维增强低碱度水泥建筑平板,屋面材料,黏土瓦 混凝土瓦 石棉水泥波瓦 铁丝网水泥大波瓦 塑料瓦 金属波形瓦,例1： 试解释制成红砖与青砖的原理。 例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？ 例3 ：如何识别欠火砖和过火砖？ 例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），试确定该砖的强度等级。,例1 试解释制成红砖与青砖的原理。 焙烧是制砖最重要的环

15、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，则制得红砖。若砖坯在氧化气氛中烧成后，再经浇水闷窑，使窑内形成还原气氛，促使砖内的红色高阶氧化铁（Fe2O3）还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，则焙烧开始阶段在氧化气氛中，达到焙烧温度后，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，使砖在还原气氛里保温、冷却。这时，砖中形成的是呈青灰色的氧化铁(FeO)，制得青砖。,例2何谓烧结普通砖的

16、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表面产生的盐析现象，一般为白色粉末，常在砖表面形成絮团状斑点。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表面粉化及剥落，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，则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，则对砖砌体强度影响

17、越大。 51012000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10 mm的爆裂区域，在 10 mm之间爆裂区域，每组砖样不得多于15处。,例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，使部分物质熔融，冷凝后将未经熔融的颗粒粘结在一起成为整体。当焙烧温度不足时，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），试确定该砖的强度等级。 解 计算10块试样的抗压强度平均值为： 由表111，该砖的强度等级为 MU10。,