砌体材料及其力学性能砌筑材料及砌体种类

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1页/共42页第一节 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天然石材和人工砖石人工砖石两大类。人工砖石有经经过过焙焙烧烧的的烧结普通砖、烧结多孔砖，以及不不经经过过焙焙烧烧的的硅酸盐砖、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2页/共42页第一节 砌体材料种类和强度等级一、块体材料 1.烧结普通砖 烧结普通砖烧结普通砖 以以粘粘土土、页页岩岩、煤煤矸矸石石、粉粉煤煤灰灰为为主主要要原原料料，经过焙烧而成的，实心和孔洞率不大于经过焙烧而成的，实心和孔洞率不大于1515的砖的砖。其中实心砖是主要品种，是目前应用最广泛的块体材料。其他非非粘粘土土原原料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240mm115mm53mm.具有这种尺寸的砖通称为“标准砖”。第3页/共42页第一节 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4页/共42页第一节 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 是以石石英英砂砂和石石灰灰为主要原料，也可加入着着色色剂剂或掺掺合合料料，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5页/共42页第一节 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，是以粉粉煤煤灰灰为主要原料，掺配一定比例的石灰、石膏或其他碱碱性性激激发发剂剂，再加入一定量的炉渣或水淬矿渣作骨料骨料，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6页/共42页第一节 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，是以炉炉渣渣为主要原料，掺配适量的石灰、石膏或其他碱碱性性激激发发剂剂，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7页/共42页第一节 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高炉炉矿矿渣渣为主要原料，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8页/共42页第一节 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9页/共42页第一节 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10页/共42页第一节 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11页/共42页第一节 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GB135442000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12页/共42页第一节 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13页/共42页第一节 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180350mm；中型砌块：高度为360900mm；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390mm190mm90mm，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14页/共42页第一节 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 重重 力力 密密 度度 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15页/共42页第一节 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，是由标标准准试试验验方方法法得出的块块体体极极限限抗抗压压强强度度按规规定定的的评评定方法定方法确定的，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-Masonry U-unityf=10 N/mm2(或 MPa)括号内kgf/cm2(1kgf=9.80665N10N)第16页/共42页第一节 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。第17页/共42页续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。第18页/共42页续2：烧结普通砖和烧结多孔砖强度等级的评定-强度检验方法第19页/共42页续3：烧结普通砖和烧结多孔砖强度等级的评定-强度检验方法第20页/共42页第一节 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21页/共42页第一节 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22页/共42页第一节 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23页/共42页第一节 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24页/共42页第一节 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203温度下，水泥砂浆在湿度为9090以上，水泥石灰砂浆在湿度为6060-80-80环境中，养护28d28d，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25页/共42页第一节 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26页/共42页第一节 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。具有适当可塑性的砂浆，可使砂浆在砌筑时很容易并且很均匀地铺开，从而提高砌体强度和砌筑效率。(2)保水性：由分层度试验方法确定。砂浆的质量在很大程度上取决于其保水性，也即在运输、砌筑过程中保持相等质量的能力。在砌筑过程中，砖将吸收一部分水分，这对于砂浆的强度和密实度是有利的，但是如果砂浆的保水性很小，新铺在砖面上的砂浆中的水分很快被吸收，则使砂浆铺平国难，影响正常硬化作用，降低砂浆强度。纯水泥砂浆的可塑性及保水性较差，虽然其强度符合要求，但砌筑质量较差，故其强度应予折减。砂浆中掺入可塑性材料如粘土、石灰等组成水泥混合砂浆，可使砂浆具有适当的可塑性和保水性。但若掺入过多，则会增加灰缝中砂浆的横向变形，而降低砌体的强度。第27页/共42页第一节 砌体材料种类和强度等级 三、砂浆的种类和强度等级混凝土砌块专用砂浆(Mb)：掺合料和外加剂，提高和易性和粘结力。严格执行砌体工程施工质量验收规范(GB50203-2002)，避免砂浆强度低于设计强度等级和强度离散性过大的情况发生。第28页/共42页第一节 砌体材料种类和强度等级 四、混凝土砌块灌孔混凝土(Cb)在砌块竖孔中设置钢筋并浇注灌孔混凝土，形成钢筋混凝土芯柱，并可加大砌体横截面面积，可提高房屋的整体性、承载力和抗震性能。砌块灌孔混凝土由水泥、砂、碎石、水及掺合料、外加剂等组分组成。第29页/共42页第一节 砌体材料种类和强度等级 五、块体及砂浆的选择 1.就地取材 2.满足受力、耐久性的需要 3.方便施工同层砌体不宜采用不同强度等级的材料 4.考虑建筑物的使用性质和所处的环境(新规范均有所提高)第30页/共42页第二节 砌体分类 一、砖 砌 体 二、砌 块 砌 体 三、石 砌 体 四、配 筋 砌 体第31页/共42页第二节 砌体分类两大类：无筋砌体：砖砌体、砌块砌体、石砌体 配筋砌体砌合方法均匀受力，保证房屋整体工作：砂浆粘结块体 块体搭砌，避免过长的竖向通缝选型应注意抗震、抗不均匀沉陷能力差(海城、唐山地震教训深刻)第32页/共42页一、砖砌体 1.墙体厚度 根据强度和稳定性的要求，或保温条件(寒冷地区)确定。满足保温、隔热、不透风要求。有240mm，370mm，490mm，620mm，740mm等(1/2砖进位)。或180mm，300mm，420mm(1/4砖进位)等。第33页/共42页一、砖砌体2.搭砌方式 (1)一顺一顶(丁)：顶砖多余，强度最佳，但需要较多熟练工人。有十字缝(条砖上下对齐)、骑马缝砌合法(条砖上下错半砖)。(2)三顺一顶(丁)：砖规格不太一致时使用，可使墙面美观，转角处可减少打七分头。(3)梅花丁(丁)：砖规格不太一致或外皮用整砖，里皮用碎砖时使用。(4)五顺一顶(丁)：横向拉结差，已经很少使用。另外还有条砌(半皮隔断)、丁砌(圆弧)、满丁满条(丁、十字墙)砌合法等。第34页/共42页一、砖砌体2.搭砌方式 十字缝 骑马缝 梅花丁第35页/共42页一、砖砌体2.搭砌方式 (5)490mm490mm砖柱的四皮砌合法(前苏联奥尼西克教授)：笼筐砌体(鬼推磨、包心)，独立柱。a b c d第36页/共42页二、砌块砌体主体：混凝土小型空心砌块砌体分皮错缝搭砌，上下皮搭砌长度不得小于90mm一般为单片，可顺砌或顶砌一般应对孔、齐肋，以便配筋、灌芯、传力错孔砌筑时，砌体的抗压强度应按规定给予降低第37页/共42页三、石砌体一般用于房屋的承重墙柱、基础料石砌体还用于拱桥、坝、涵洞等毛石砌体混凝土砌体第38页/共42页四、配筋砌体 为了提高砌体的抗压、抗剪、抗弯强度，或当构件截面尺寸受限时，配以钢筋或钢筋混凝土 1.横向配筋砌体 网状配筋砖砌体：砖柱中每隔几皮砖配置一道，以阻止砌体在纵向压力下的横向变形，使砌体处于三向受压状态。水平钢筋提高抗震能力。2.竖向配筋砌体 空心砖、空心砌块、竖向凹槽内配置竖向钢筋并灌浆，可提高砌体的抗压、抗剪、抗弯能力。第39页/共42页四、配筋砌体 3.组合砖砌体 (1)外包式：用钢筋混凝土或钢筋砂浆代替部分砌体，并与原砌体共同工作。(2)内嵌式：由砖砌体和钢筋混凝土构造柱(及圈梁)组成，可提高墙体的承载力，并构成钢筋混凝土空间骨架，增强房屋的变形能力和抗倒塌能力。遵循先砌墙，后浇柱，连接面砌成马牙槎。构造柱加强砌体(集中配筋砌体)第40页/共42页四、配筋砌体 4.配筋混凝土砌块砌体，配筋砌块剪力墙结构 在混凝土空心砌块的竖向孔洞、横肋凹槽或水平灰缝中配置钢筋，并浇注灌孔混凝土所形成的砌体。第41页/共42页感谢您的观看！第42页/共42页