土木工程材料 墙体材料和屋面材料.ppt

长期以来，我国的墙体材料主要是砖，而屋面材料则主要是瓦，这两种材料在土木工程材料历史上占据的编统治地位长达几千年，从俗语“秦砖汉瓦”其中就不难看出砖与瓦的历史。 然而砖、瓦自重大，生产能耗高，虽然在现代建筑中用量仍然较大，但已渐渐无法满足建筑要求和环保要求。 建筑要求：生产效率高，装砌速度快，轻质高强,尺寸精确且大尺寸，多功能（保温、隔热、防水防潮等）。 环保要求：生产时少排放或尽可能不排放污染物（包括CO2），能耗少，保温、隔热（减少取暖、乘凉能耗），以及对耕地的破坏要小。 墙体材料：砖、砌块和板材三大类 屋面材料：瓦, 以及一些板材 第一节 砌墙砖 按孔洞率分为：实心砖（普通砖，孔洞率25%）、多孔砖（孔洞率≥25%）、空心砖（孔洞率≥40%）。 按原材料分类：粘土砖、页岩砖、灰砂砖、粉煤灰砖和矿渣砖； 按制造工艺：烧结砖、蒸养（蒸压）砖、免烧砖 一、烧结普通砖 在墙体材料中，目前砖占主要地位，而在砖材料中，烧结粘土砖又是主要的，古老的秦砖汉瓦至今还有一定的生命力，这主要是粘土原料来源广泛，生产工艺简单，其制品有一定的强度，耐久性、防火、隔热的特点，并价格低廉，应用灵活，具有一定的装饰性。 定义 烧结普通砖——指以粘土、页岩、煤矸石、粉煤灰为主要原料烧制而成的普通砖。以上各原料均属粘土矿物，其燃烧过程中的物化机理是大致相似的。 产品有：普通粘土砖（N），页岩砖（Y），煤矸石砖（M），粉煤灰砖（F）。 烧结普通砖原料 粘土——天然岩石经长期风化成的多种矿物的混合体，化学成分主要有SiO2、Al2O3、H2O等，颜色有白、灰、黄、黑、红等。 （1）高岭土（瓷土） （2）易烧粘土（砂质粘土或砖土） （3）难熔粘土（陶土） （4）耐火粘土（火泥） 普通粘土砖是在隧道窑或轮窑中焙烧的，燃料燃烧完全时窑内为氧化气氛，粘土中的铁化物被氧化为高价的Fe2O3，呈淡红色。如在土窑焙烧的砖，当窑内烧至900℃以上，进行喷水闷窑为还原气氛时，粘土中的铁化物还原成低价铁Fe3O4、FeO而呈青灰色。青砖的耐久性比红砖好；强度较高，耐碱、耐久，但产量低，能耗大，所以价格比红砖高。 焙烧砖时火候要适当，以免出现欠火砖（色浅、声哑、强度低、耐久性差）及过火砖（色较深、音清脆、有弯曲变形）。还有可能出现酥砖、螺旋砖。以上均属不合格品。 技术性能 1. 尺寸允许偏差：允许与公称尺寸相比有一定偏差。 2. 外观质量：两条面的高度差、弯曲程度、缺棱掉角、裂纹等 3. 强度等级： 4. 泛霜 5. 石灰爆裂 抗风化能力——常以抗冻性（冻融试验，主要针对东北三省、新疆和内蒙）、吸水率（沸煮吸水率）与饱和系数等指标进行判别。 根据抗压强度平均值、单块最小强度值或强度标准值（按变异系数来确定），将砖分为MU30、MU25、MU20、MU15和MU10五个强度等级。 变异系数等于强度的标准差与平均值的比值. 变异系数＞0.21,以抗压强度平均值和单块最小值确定;当变异系数≤0.21,按抗压强度平均值和强度标准值确定. 烧结普通砖的应用 普通粘土砖具有一定的强度，因内部含有孔隙，隔热保温性较好，被用作墙体材料，也可砌筑柱、拱、烟囱、沟道及基础等。 砖体尺寸较小，手工操作灵活方便，但随着我国建筑事业的发展，普通粘土砖用作墙体材料施工效率低，墙体自重也大，另外，它所使用的原料正与农田争土地，因而墙体材料急待改革。 二、烧结空心砖与多孔砖 将孔洞率? 25％的砖按孔洞类型分为空心砖（孔洞率?40%，且数量少而尺寸大）、多孔砖（孔洞率? 25%，数量多而尺寸小）。前者用于非承重部位，后者常用于承重部位，多采用烧结制成，又称烧结多孔砖。空心砖的体积密度较小，减轻建筑物自重，又改善砖的绝热，隔声性能。 三、蒸养（压）砖 1. 灰砂砖（一般为实心砖） 灰砂砖是由磨细的生石灰或消石灰，以及天然砂和水按一定比例配合→经搅拌→陈伏→加压成型→蒸压养护而成（砂的活性较低，故最好用蒸压（温度175oC以上），而非蒸养） 灰砂砖的尺寸与烧结普通砖相同（240×115×53mm），产品等级仍按尺寸偏差与外观质量分为优等品、一等品、合格品。 强度等级按砖浸入24h后的抗压强度和抗折强度确定有四个强度等级。 由于灰砂砖组分易分解、不稳定，如C-S-H、Ca(OH)2、CaCO3等不耐酸、不耐热、长期受热要分解脱水。同时，灰砂砖表面光滑，与砂浆的粘结力也不好。 2．粉煤灰砖 3．炉渣砖 第二节　砌块 墙用砌块按空心率大小分为空心砌块和实心砌块两种，空心率25%的砌块为实心砌块，空心率≥25%的砌块为空心砌块。 按是否承重分类：承重砌块和非承重砌块。 由于砌块尺寸比砖大，施工方便、施工速度也可大大提高，同时，可以充分利