2-1--砌体材料及其力学性能(砌筑材料及砌体种类)

第二章砌体材料及其力学性能1.砌体材料种类和强度等级2.砌体分类3.无筋砌体的抗压强度平均值4.无筋砌体的抗拉、抗弯、抗剪强度平均值5.砌体的变形性能第二章砌体材料及其力学性能本章涉及新规范适用范围。新规范关于块体材料的名称根据国家建材标准作了一些修改，增加了蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖、轻集料混凝土砌块砌体的计算指标，取消不常用的中型空心砌块、空斗墙砌体，对一些材料的最低强度等级作了限制，增加了砌体收缩率的规定。第一节砌体材料种类和强度等级一、块体材料二、块体的强度等级三、砂浆的种类和强度等级四、混凝土砌块灌孔混凝土五、块体及砂浆的选择第一节砌体材料种类和强度等级一、块体材料砌体结构用的块体材料一般分为天然石材和人工砖石两大类。人工砖石有经过焙烧的烧结普通砖、烧结多孔砖，以及不经过焙烧的硅酸盐砖、混凝土小型空心砌块、轻集料混凝土砌块等。但是也不是包括所有的各种块体，对于新规范未包括的、或今后新增加的一些材料制作的块体，应在确保其材料性能指标并通过构件试验确定有关计算指标、满足使用功能和保证耐久性的情况下，可以参考应用新规范。第一节砌体材料种类和强度等级一、块体材料——1.烧结普通砖烧结普通砖以粘土、页岩、煤矸石、粉煤灰为主要原料，经过焙烧而成的，实心和孔洞率不大于15％的砖。其中实心砖是主要品种，是目前应用最广泛的块体材料。其他非粘土原料制成的砖的生产和推广应用，既能利用工业废料，又保护土地资源，是砖瓦工业发展的方向，例如，烧结页岩砖、烧结煤矸石砖、烧结粉煤灰砖等。烧结普通砖具有全国统一的规格，其尺寸为240mm╳115mm╳53mm.具有这种尺寸的砖通称为“标准砖”。第一节砌体材料种类和强度等级一、块体材料——2.非烧结硅酸盐砖以硅质材料和石灰为主要原料压制成坯，并经高压釜蒸汽养护而成的实心砖，统称为硅酸盐砖。常用的有：蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖、炉渣砖、矿渣砖等。其规格尺寸与实心粘土砖相同。第一节砌体材料种类和强度等级一、块体材料——2.非烧结硅酸盐砖蒸压灰砂砖是以石英砂和石灰为主要原料，也可加入着色剂或掺合料，经坯料制备，压制成型，蒸压养护而成的。用料中石英砂约占80％---90％，石灰约占10％---20％。色泽一般为灰白色。这种砖不能用于温度长期超过200℃，受急冷急热，或有酸性介质侵蚀的部位。第一节砌体材料种类和强度等级一、块体材料——2.非烧结硅酸盐砖蒸压粉煤灰砖蒸压粉煤灰砖又称烟灰砖，是以粉煤灰为主要原料，掺配一定比例的石灰、石膏或其他碱性激发剂，再加入一定量的炉渣或水淬矿渣作骨料，经加水搅拌、消化、轮碾、压制成型、高压蒸汽养护而成的砖。这种砖的抗冻性，长期强度稳定性，以及防水性能等均不及粘土砖，可用于一般建筑。第一节砌体材料种类和强度等级一、块体材料——2.非烧结硅酸盐砖炉渣砖炉渣砖又称煤渣砖，是以炉渣为主要原料，掺配适量的石灰、石膏或其他碱性激发剂，经加水搅拌、消化、轮碾、蒸压养护而成的砖。这种砖的耐热温度可达300℃，能基本满足一般建筑的使用要求。第一节砌体材料种类和强度等级一、块体材料——2.非烧结硅酸盐砖矿渣砖矿渣砖是以未经过水淬处理的高炉矿渣为主要原料，掺配一定比例的石灰、粉煤灰或煤渣，经过原料制备、搅拌、消化、轮碾、半干压成型以及蒸汽养护等工序制成的。第一节砌体材料种类和强度等级一、块体材料——2.非烧结硅酸盐砖混凝土砖制成标准砖尺寸的混凝土砖也属于硅酸盐砖。目前南方一些地方，如湖北、贵州等地，常以这种砖代替强度等级大于MU7.5的烧结普通砖。第一节砌体材料种类和强度等级一、块体材料——2.非烧结硅酸盐砖应该指出，各种硅酸盐砖均不需要焙烧，不宜用于砌筑炉壁、烟囱之类承受高温的砌体。第一节砌体材料种类和强度等级一、块体材料——3.烧结多孔砖为了减轻墙体自重，改善砖砌体的技术经济指标，近期以来我国部分地区生产应用了具有不同孔洞形状和不同孔洞率的粘土空心砖。这种砖自重较小，保温隔热性能有了进一步改善，砖的厚度较大，抗弯抗剪能力较强，而且节省砂浆。另外应该指出，作为近期节土的重要措施，大力推广应用粘土空心砖受到了各方面的重视。第一节砌体材料种类和强度等级一、块体材料——3.烧结多孔砖按其孔洞方向，粘土空心砖分为竖孔和水平孔两大类，前者用于承重，现在称为烧结多孔砖，后者用于框架填充墙或非承重隔墙，现在称为烧结空心砖。烧结多孔砖的外形尺寸，按GB13544—2000规定，长度(L)可为290、240、190mm，宽度(B)可为240、190、180、175、140、115mm，高度(H)可为90mm，不同组合而成。产品还可以有1/2长度或1/2宽度的配砖，配套使用。有的多孔砖可与普通砖搭配使用。(P7图2.1)第一节砌体材料种类和强度等级一、块体材料——4.混凝土砌块混凝土砌块的制作材料：南方：混凝土空心砌块——普通混凝土制作北方：轻集料混凝土空心砌块-----浮石、火山渣、陶粒等轻集料-----既可保温又可承重，是比较理想的节能材料。利废材料：粉煤灰砌块、煤矸石砌块、炉渣混凝土砌块、加气混凝土砌块等。第一节砌体材料种类和强度等级一、块体材料——4.混凝土砌块混凝土砌块的尺寸：小型砌块：高度为180—350mm；中型砌块：高度为360—900mm；大型砌块：高度大于900mm。受起重设备限制，中型和大型砌块已很少应用。自70年代以来，南方各省已经用混凝土小型砌块建成了数十万平方米的房屋，小型砌块的主规格尺寸为390mm╳190mm╳90mm，配以必要的辅助规格砌块后，可同时适用2M0和3M0的建筑模数制，非常灵活。第一节砌体材料种类和强度等级一、块体材料——5.天然石材重石和轻石(按重力密度分----大于或小于18KN/m3)：重石：花岗岩、砂岩、石灰岩等。轻石：凝灰岩、贝壳灰岩等。重石材由于强度大、抗冻性、抗水性、抗气性均较好，常用于承重墙体、基础、挡土墙等。料石和毛石(按外形规则程度分)：料石：按加工后外形规则程度又分为细料石、半细料石、粗料石。毛石：形状不规则，中部厚度不小于200mm的块石。第一节砌体材料种类和强度等级二、块体的强度等级块体的强度等级是块体力学性能的基本标志，是由标准试验方法得出的块体极限抗压强度按规定的评定方法确定的，用“MU”表示，后跟数字表示块体的强度大小，单位为N/mm2或MPa。如：MU10(100)M-----MasonryU-----unityf=10N/mm2(或MPa)括号内kgf/cm2(1kgf=9.80665N≈10N)第一节砌体材料种类和强度等级二、块体的强度等级:1.烧结普通砖和烧结多孔砖采用的国家标准：《烧结普通砖》(GB5101--1998)《烧结多孔砖》(GB13544--2000)《砌墙砖试验方法》(GB/T2542--92)(1)强度等级分为五级：MU30，MU25，MU20，MU15，MU10，出于耐久性和建材发展的需要，取消了MU7.5。(2)强度等级的评定：向国际标准靠拢，取消了对抗折强度的要求，仅用抗压强度指标评定砖的强度等级，并将检验样本从5块增加到10块。(强度检验方法见下一幻灯片)(3)耐久性指标：根据砖的抗风化性能、泛霜程度、石灰爆裂破坏尺寸衡量。(4)烧结多孔砖的强度等级是由试件破坏荷载值除以受压毛面积确定的，这样在设计计算时就不需要考虑孔洞率的影响。续1：烧结普通砖和烧结多孔砖强度等级的评定----强度检验方法a)试样烧结普通砖抽取10块，分别切断，用水泥净浆将半块砖两两叠粘在一起，上下做抹平面，试件呈近立方体，经养护后试压破坏。烧结多孔砖用检测整块砖抗压强度来评定强度等级。b)计算参数计算单块强度、强度标准差与变异系数，确定评定方法。续2：烧结普通砖和烧结多孔砖强度等级的评定----强度检验方法0.1MPa100.01MPa0.010.01MPa10)(911)(21011012均值，精确至块砖试件的抗压强度平——测定值，精确至—单块砖试件抗压强度—系数，精确至—该组砖试块强度变异—准差，精确至块砖试件的抗压强度标——式中：ffSfSffnffSiiiii续3：烧结普通砖和烧结多孔砖强度等级的评定----强度检验方法。精确至。指标评定砖的强度等级值、单块砖最小抗压强度时，按抗压强度平均值当—最小值的评定方法—按平均值至抗压强度标准值，精确式中：评定砖的强度等级。指标、抗压强度标准值时，按抗压强度平均值当—标准值的评定方法—按平均值结果的评定MPafffIIMPafSffffIckkk1.0)()(21.0)1.08.1)()(21.0))minmin第一节砌体材料种类和强度等级二、块体的强度等级:3.蒸压灰砂砖采用的国家标准：《蒸压灰砂砖》(GB11945--1999)(1)强度等级分为四级：MU25，MU20，MU15，MU10。(2)强度等级的评定：规定了尺寸偏差和外观要求，并由抗压强度与抗折强度指标评定砖的强度等级。(3)抗冻性：经15次冻融循环，要求抗压强度损失不大于20％，干质量损失不大于2％。(4)MU25，MU20，MU15可用于基础及其他建筑；MU10仅可用于防潮层以上的建筑。并且，由于灰砂砖在长期高温作用下会发生破坏，故不得用于温度长期超过200℃，或受急冷急热，或有酸性介质侵蚀的建筑部位。第一节砌体材料种类和强度等级二、块体的强度等级:4.粉煤灰砖采用的国家标准：《粉煤灰砖》(JC239---1996)(1)强度等级分为四级：MU20，MU15，MU10，MU7.5。但新规范不用MU7.5。(2)强度等级的评定：规定了尺寸偏差和外观要求，并由抗压强度与抗折强度指标评定砖的强度等级。(3)抗冻性：经15次冻融循环，要求抗压强度损失不大于20％，干质量损失不大于2％。干燥收缩值，优等品不大于0.60mm/m；一等品不大于0.75mm/m；合格品不大于0.85mm/m；(4)可用于工业和民用建筑，但用于基础或易受冻融和干湿交替作用的建筑部位时，必须使用优等砖与一等砖。不得用于长期受热(200℃以上)、受急冷急热和有酸性介质侵蚀的建筑部位。(5)为提高耐久性，有冻融循环作用的部位用砖，应选择抗冻性合格的，并用水泥砂浆抹面，或采取其他防护措施。第一节砌体材料种类和强度等级二、块体的强度等级:5.砌块6.石材砌块：–按单块受压的试验方法确定–抗压强度由毛面积确定–型砌块的强度等级：MU20，MU15，MU10，MU7.5，MU5，比原规程参加了MU20，并取消了MU3.5。石材：–由边长为70mm的立方试块作为标准(原边长为200mm)。如果试块的边长为其他尺寸时，可乘以强度换算系数。第一节砌体材料种类和强度等级三、砂浆的种类和强度等级1.组成：由砂和无机胶结料(水泥、石灰、石膏、粘土等)按一定比例加水搅拌而成的。2.作用：粘结(产生粘结力和摩擦力)找平(使应力分布均匀)填隙作用(减少透气性，提高隔热、防水、抗冻性能)。第一节砌体材料种类和强度等级三、砂浆的种类和强度等级3.砂浆强度等级的确定：以边长为70.7mm的立方体试块，每组试块为6块，成型后试件在20±3℃温度下，水泥砂浆在湿度为90％以上，水泥石灰砂浆在湿度为60％-80％环境中，养护28d，然后进行抗压试验，按计算规则得出砂浆试件强度值。砂浆的强度等级用“M”表示，分为五级，即M15、M10、M7.5、M5、M2.5。新规范取消了M1和M0.4。强度为零的砂浆是指施工阶段尚未凝结或用冻结法施工解冻阶段的砂浆。(P49表)第一节砌体材料种类和强度等级三、砂浆的种类和强度等级4.种类：(1)按配制方法分三种：水泥砂浆：无塑性掺合料的水泥砂浆。混合砂浆：有塑性掺合料的水泥砂浆，如水泥石灰砂浆、水泥粘土砂浆。非水泥砂浆：不含水泥的砂浆。如石灰砂浆、粘土砂浆、石膏砂浆等(2)按重量分两类：重砂浆：容重≥15KN/m3轻砂浆：容重15KN/m3第一节砌体材料种类和强度等级三、砂浆的种类和强度等级5.质量性能(1)可塑性：用标准锥体沉入砂浆的深度来测定。具有适当可塑