第8章-墙体材料与屋面材料--清华版土木工程材料

清华大学出版社TSINGHUAUNIVERSITYPRESS（第二章墙体材料和屋面材料）主讲人：×××安徽工业大学本科生课程清华大学出版社TSINGHUAUNIVERSITYPRESS清华大学出版社TSINGHUAUNIVERSITYPRESS教学目标※掌握：砌块和石材的种类和应用※熟悉：砌墙砖的种类和应用※了解：墙用板材、新型墙体材料与屋面材料的种类和应用教学重点※砌筑石材的种类和技术性质※砌墙砖及砌块的技术指标、性能及使用本章主要教学内容与要求清华大学出版社TSINGHUAUNIVERSITYPRESS本章目录砌筑石材墙用块材、板材及新型墙体材料屋面材料本章知识归纳清华大学出版社TSINGHUAUNIVERSITYPRESS定义：用来砌筑、拼装或用其它方法构成承重或非承重墙体的材料。种类：石材、砌墙砖、砌块和板材等。作用：承重、围护或隔离。墙体材料：清华大学出版社TSINGHUAUNIVERSITYPRESS第一节砌筑石材石材是指从天然岩石体中开采、未经加工或经加工制成块状、板状或特定形状的石材的总称。石材制品散粒状石材板状石材块状石材天然石材加工后一、石材的规格尺寸料石毛石块状石材砌筑石材加工后清华大学出版社TSINGHUAUNIVERSITYPRESS1.毛石毛石也称片石，是由爆破直接获得的形状不规则的石块。根据平整程度又将其分为乱毛石和平毛石两类。乱毛石：形状不规则的块石。平毛石：是由乱毛石略经加工而成，有两个大致平行的面，但表面粗糙的块石。建筑用毛石，要求其中间厚度不小于200mm，毛石主要用于砌筑基础、勒脚、墙身、挡土坡、堤坝等。清华大学出版社TSINGHUAUNIVERSITYPRESS2.料石料石：是经人工凿琢或机械加工而成的大致规则的块石，其厚度和宽度均不得小于200mm。细料石粗料石毛料石料石按表面平整度一般不经加工或仅稍加修整的料石，高度不应小于200mm，叠砌面凹入深度不应大于25mm。外形较方正的料石，截面的高度、宽度不宜小于200mm，且不宜小于长度的1/4，其叠砌面凹入深度不应大于20mm。经过细加工，外形规则的料石，规格尺寸同粗料石，其叠砌面凹入深度不应大于10mm。料石常用于砌筑墙身、地坪、踏步、柱和纪念碑等。清华大学出版社TSINGHUAUNIVERSITYPRESS二、常用的砌筑石材天然岩石按地质成因分为：岩浆岩(火成岩)、沉积岩(水成岩)、变质岩三大类。★岩浆岩是由地壳深处上升的岩浆冷凝结晶而成的岩石。分为：深成岩、喷出岩、火山岩三类深成岩是岩浆在地表深处受上部覆盖层的压力作用，缓慢冷却而形成的岩石。喷出岩是岩浆喷出地表冷凝而成。火山岩是火山爆发时，岩浆被喷到空中急速冷却而形成的多孔散粒状岩石。清华大学出版社TSINGHUAUNIVERSITYPRESS二、常用的砌筑石材★沉积岩也称水成岩，是各种岩石经风化、搬运、沉积等作用后再沉积而成的岩石，可分为：机械沉积岩、化学沉积岩、生物沉积岩。机械沉积岩是各种岩石风化后，在流水、风力或冰川作用下搬运、逐渐沉积，在覆盖层的压力下或由自然胶结物胶结而成的岩石。化学沉积岩是岩石中的矿物溶解在水中，经沉淀沉积而成的岩石。生物沉积岩是由各种有机体的残骸经沉积而成的岩石。清华大学出版社TSINGHUAUNIVERSITYPRESS二、常用的砌筑石材★变质岩是由地壳中原有的岩浆岩或沉积岩，在地层压力或温度作用下，在固体状态发生再结晶作用，使其矿物成分、结构构造、乃至化学成分发生部分或全部改变而形成的新岩石。分为：岩浆岩变质岩和沉积岩变质岩清华大学出版社TSINGHUAUNIVERSITYPRESS二、常用的砌筑石材各类岩石的分类情况及主要品种见下图。、大理岩、板岩等沉积岩变质岩：石英岩等岩浆岩变质岩：片麻岩变质岩角砾岩等胶结状：砂岩、砾岩、石等散粒状：粘土、砂、砾机械沉积岩：等白垩、贝壳岩、硅藻土有机沉积岩：石灰岩、云石、菱镁矿等化学沉积岩：石膏、白沉积岩胶结状：火山凝灰岩等等散粒状：火山灰、浮石碎块岩岩、流纹岩等喷出岩：辉绿岩、玄武岩、闪长岩等深成岩：花岗岩、正长大块岩岩浆岩天然岩石清华大学出版社TSINGHUAUNIVERSITYPRESS二、常用的砌筑石材1.岩浆岩类石材类型名称特点用途岩浆岩花岗岩结构致密、表观密度大、抗压强度高、抗冻性好、硬度高且耐磨性好、耐火性不好砌筑基础、桥墩、柱、勒脚、接触水的墙体与护坡等，还是优良的建筑装饰材料。玄武岩硬度高、脆性大，抗风化能力强、、耐久性好。主要用做基础、筑路及混凝土集料。辉绿岩抗冻性好，耐磨性和耐久性好，有较高的耐酸性，熔点高（1400～1500℃）承重结构材料，耐酸混凝土骨料，铸石原料。清华大学出版社TSINGHUAUNIVERSITYPRESS二、常用的砌筑石材2.沉积岩类石材类型名称特点用途沉积岩石灰岩主要成分为CaCO3，硬度低，易劈裂，有一定的强度和耐久性，在强度和耐久性方面不如花岗岩，砌筑基础、墙体、台阶或路面等，也是生产石灰或水泥的主要原料。砂岩主要矿物是SiO2，硅质砂岩坚硬耐久，强度高；钙质砂岩具有一定的强度，但耐酸性较差，硅质砂岩与花岗岩用途相似，钙质砂岩与石灰岩用途相似，只用于一般砌筑工程。以SiO2胶结而成的砂岩以CaCO3胶结而成的砂岩清华大学出版社TSINGHUAUNIVERSITYPRESS二、常用的砌筑石材3.变质岩类石材类型名称特点用途变质岩大理岩（大理石）是由石灰岩或白云岩经过高温高压作用，重新结晶变质而成，质地致密，但硬度不大，易于雕琢，色彩丰富，。多用于室内装饰。不宜用做城市建筑物的外部装饰。石英岩是由硅质砂岩变质而成，岩体结构均匀致密，抗压强度高，表现密度大，抗风化能力强，耐久性好，硬度高。可用于各种砌筑工程，可用作重要建筑的饰面材料或地面、踏步、耐酸衬板等。清华大学出版社TSINGHUAUNIVERSITYPRESS三、砌筑石材的技术性质石材的技术性质有：物理性质、力学性质、耐久性和工艺性质。1.物理性质石材的表观密度与其矿物组成、孔隙率等因素有关。表观密度大的石材孔隙率小、抗压强度高、耐久性好。按照表观密度的大小可将石材分为：轻质石材：表观密度≤1800kg/m3，主要用于保温外墙；重质石材：表观密度＞1800kg/m3，可作为承重、装修和（1）表观密度清华大学出版社TSINGHUAUNIVERSITYPRESS1.物理性质（2）吸水性石材的吸水性与其孔隙率和孔隙特征有关。根据吸水率的大小可以把岩石分为：①低吸水性岩石：吸水率低于1.5%；②中吸水性岩石：吸水率介于1.5%-3.0%；③高吸水性岩石；吸水率高于3.0%。石材吸水后强度降低，抗冻性变差，导热性增加，耐水性和耐久性下降。三、砌筑石材的技术性质清华大学出版社TSINGHUAUNIVERSITYPRESS（3）耐水性根据软化系数大小，可将石材分为高、中、低三个等级：软化系数＞0.90为高耐水性；软化系数在0.75-0.90之间为中耐水性；软化系数在0.60-0.75之间为低耐水性。软化系数＜0.60者则不允许用于重要建筑。1.物理性质三、砌筑石材的技术性质清华大学出版社TSINGHUAUNIVERSITYPRESS（4）导热性石材的导热性主要与其致密程度有关。重质石材的导热系数可达2.91-3.49w/(m·k)，轻质石材的导热系数则为0.23-0.70w/(m·k)。具有封闭孔隙石材的导热性也差。1.物理性质三、砌筑石材的技术性质清华大学出版社TSINGHUAUNIVERSITYPRESS2.力学性质（1）抗压强度按抗压强度值的大小，石材共分为7个强度等级：MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30和MU20。石材的抗压强度是以三个（一组）边长为70mm的立方体试块抗压强度平均值来表示。采用其它尺寸试件时，应将结果乘以相应的换算系数表8-1石材强度等级换算系数立方体边长2001501007050换算系数1.431.281.141.000.86三、砌筑石材的技术性质清华大学出版社TSINGHUAUNIVERSITYPRESS（2）冲击韧性石材的冲击韧性取决于矿物成分与构造。通常晶体结构的岩石较非晶体结构的岩石具有较高的韧性。（3）硬度石材的硬度取决于其组成矿物的硬度与构造。结晶质石材硬度比玻璃质的高。石材的硬度以莫氏硬度表示。2.力学性质三、砌筑石材的技术性质清华大学出版社TSINGHUAUNIVERSITYPRESS3.耐久性（1）抗冻性石材的抗冻性用石材在水饱和状态下所能经受的冻融循环次数(强度降低不超过25%，质量损失不超过5%，无贯穿裂缝)表示。与吸水率大小有密切关系。三、砌筑石材的技术性质清华大学出版社TSINGHUAUNIVERSITYPRESS（2）耐热性石材经高温后，由于热胀冷缩，体积变化而产生内应力，或由于高温使岩石中矿物发生分解等导致结构破坏。石材的耐热性与其化学成分及矿物组成有关。3.耐久性三、砌筑石材的技术性质清华大学出版社TSINGHUAUNIVERSITYPRESS（3）耐磨性耐磨性是指石材抵抗摩擦、边缘剪切以及冲击等复杂作用的能力，石材的耐磨性与其组成矿物的硬度、结构、构造特征以及抗压强度和冲击韧性等有关。用于台阶、地面、人行道、楼梯踏步等工程的石材，应具有较好的耐磨性。3.耐久性三、砌筑石材的技术性质清华大学出版社TSINGHUAUNIVERSITYPRESS三、砌筑石材的技术性质4.工艺性质（1）加工性加工性是指对岩石劈解、破碎与凿琢、磨光和抛光等加工工艺的难易程度。凡强度、硬度、韧性较高的石材，不易加工；质脆而粗糙，有颗粒交错结构，含有层状或片状构造以及业已风化的岩石，都难以满足加工要求。清华大学出版社TSINGHUAUNIVERSITYPRESS（2）磨光性磨光性指岩石能否磨成光滑表面的性质。致密、均匀、细粒的岩石，一般都有良好的磨光性，可以磨成光滑亮洁的表面。疏松多孔、有鳞片状构造的岩石，磨光性均不好。三、砌筑石材的技术性质4.工艺性质清华大学出版社TSINGHUAUNIVERSITYPRESS（3）可钻性可钻性是指岩石钻孔的难易程度。石材的可钻性一般与岩石的强度、硬度等因素有关。石材的强度越高，硬度越大，越不易钻孔三、砌筑石材的技术性质4.工艺性质清华大学出版社TSINGHUAUNIVERSITYPRESS砌墙砖系指以粘土、工业废料或其他地方材料为主要原料，以不同工艺制造的、用于砌筑承重和非承重墙体的墙砖。烧结普通砖烧结砖烧结多孔砖烧结空心砖砖灰砂砖蒸养（压）砖粉煤灰砖第二节墙用块材、板材及新型墙体材料一、砌墙砖非烧结砖清华大学出版社TSINGHUAUNIVERSITYPRESS烧结砖：在焙烧窑中，经高温焙烧而成的砖。主要生产原料：粘土、煤矸石、粉煤灰等。1.烧结砖烧结砖分为烧结普通砖、烧结多孔砖和烧结空心砖。清华大学出版社TSINGHUAUNIVERSITYPRESS采土配料调制制坯干燥焙烧成品要进行阴干，否则易出现裂缝最为关键的一步，焙烧的火候不同有三种成品欠火砖正火砖过火砖烧结砖的生产工艺过程1.烧结砖清华大学出版社TSINGHUAUNIVERSITYPRESS烧结普通砖的主要技术指标(GB5101-2003)▲尺寸偏差砖的标准尺寸为240×115×53mm，可砌成“二四墙”，“三七墙”和“四九墙”。根据尺寸偏差、外观质量、泛霜和石灰爆裂分为：优等品(A)、一等品(B)、合格品(C)。尺寸偏差应符合《烧结普通砖》(GB5101-2003)规定.（1）烧结普通砖清华大学出版社TSINGHUAUNIVERSITYPRESS▲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、完整面、颜色等项内容。烧结普通砖的主要技术指标(GB5101-2003)均应符合相应等级的规定。（1）烧结普通砖清华大学出版社T