砌體材料及其力學(xué)性能(砌筑材料及砌體種類).ppt

1、第二章 砌體材料及其力學(xué)性能,1. 砌體材料種類和強(qiáng)度等級(jí) 2. 砌體分類 3. 無筋砌體的抗壓強(qiáng)度平均值 4. 無筋砌體的抗拉、抗彎、抗剪強(qiáng)度平均值 5. 砌體的變形性能,第二章 砌體材料及其力學(xué)性能,本章涉及新規(guī)范適用范圍。 新規(guī)范關(guān)于塊體材料的名稱根據(jù)國(guó)家建材標(biāo)準(zhǔn)作了一些修改，增加了蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚、輕集料混凝土砌塊砌體的計(jì)算指標(biāo)，取消不常用的中型空心砌塊、空斗墻砌體，對(duì)一些材料的最低強(qiáng)度等級(jí)作了限制，增加了砌體收縮率的規(guī)定。,第一節(jié) 砌體材料種類和強(qiáng)度等級(jí),一、塊體材料 二、塊體的強(qiáng)度等級(jí) 三、砂漿的種類和強(qiáng)度等級(jí) 四、混凝土砌塊灌孔混凝土 五、塊體及砂漿的選擇,第一節(jié) 砌體材

2、料種類和強(qiáng)度等級(jí) 一、塊體材料,砌體結(jié)構(gòu)用的塊體材料一般分為天然石材和人工磚石兩大類。 人工磚石有經(jīng)過焙燒的燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚，以及不經(jīng)過焙燒的硅酸鹽磚、混凝土小型空心砌塊、輕集料混凝土砌塊等。但是也不是包括所有的各種塊體，對(duì)于新規(guī)范未包括的、或今后新增加的一些材料制作的塊體，應(yīng)在確保其材料性能指標(biāo)并通過構(gòu)件試驗(yàn)確定有關(guān)計(jì)算指標(biāo)、滿足使用功能和保證耐久性的情況下，可以參考應(yīng)用新規(guī)范。,第一節(jié) 砌體材料種類和強(qiáng)度等級(jí)一、塊體材料 1.燒結(jié)普通磚,燒結(jié)普通磚 以粘土、頁(yè)巖、煤矸石、粉煤灰為主要原料，經(jīng)過焙燒而成的，實(shí)心和孔洞率不大于15的磚。 其中實(shí)心磚是主要品種，是目前應(yīng)用最廣泛的塊體材料。

3、其他非粘土原料制成的磚的生產(chǎn)和推廣應(yīng)用，既能利用工業(yè)廢料，又保護(hù)土地資源，是磚瓦工業(yè)發(fā)展的方向，例如，燒結(jié)頁(yè)巖磚、燒結(jié)煤矸石磚、燒結(jié)粉煤灰磚等。 燒結(jié)普通磚具有全國(guó)統(tǒng)一的規(guī)格，其尺寸為240mm115mm53mm.具有這種尺寸的磚通稱為“標(biāo)準(zhǔn)磚”。,第一節(jié) 砌體材料種類和強(qiáng)度等級(jí) 一、塊體材料 2.非燒結(jié)硅酸鹽磚,以硅質(zhì)材料和石灰為主要原料壓制成坯，并經(jīng)高壓釜蒸汽養(yǎng)護(hù)而成的實(shí)心磚，統(tǒng)稱為硅酸鹽磚。 常用的有：蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚、爐渣磚、礦渣磚等。其規(guī)格尺寸與實(shí)心粘土磚相同。,第一節(jié) 砌體材料種類和強(qiáng)度等級(jí) 一、塊體材料 2.非燒結(jié)硅酸鹽磚,蒸壓灰砂磚 是以石英砂和石灰為主要原料，也可加入

4、著色劑或摻合料，經(jīng)坯料制備，壓制成型，蒸壓養(yǎng)護(hù)而成的。用料中石英砂約占80-90，石灰約占10-20。色澤一般為灰白色。 這種磚不能用于溫度長(zhǎng)期超過200，受急冷急熱，或有酸性介質(zhì)侵蝕的部位。,第一節(jié) 砌體材料種類和強(qiáng)度等級(jí) 一、塊體材料 2.非燒結(jié)硅酸鹽磚,蒸壓粉煤灰磚 蒸壓粉煤灰磚又稱煙灰磚，是以粉煤灰為主要原料，摻配一定比例的石灰、石膏或其他堿性激發(fā)劑，再加入一定量的爐渣或水淬礦渣作骨料，經(jīng)加水?dāng)嚢?、消化、輪碾、壓制成型、高壓蒸汽養(yǎng)護(hù)而成的磚。 這種磚的抗凍性，長(zhǎng)期強(qiáng)度穩(wěn)定性，以及防水性能等均不及粘土磚，可用于一般建筑。,第一節(jié) 砌體材料種類和強(qiáng)度等級(jí) 一、塊體材料 2.非燒結(jié)硅酸鹽磚,

5、爐渣磚 爐渣磚又稱煤渣磚，是以爐渣為主要原料，摻配適量的石灰、石膏或其他堿性激發(fā)劑，經(jīng)加水?dāng)嚢?、消化、輪碾、蒸壓養(yǎng)護(hù)而成的磚。 這種磚的耐熱溫度可達(dá)300，能基本滿足一般建筑的使用要求。,第一節(jié) 砌體材料種類和強(qiáng)度等級(jí) 一、塊體材料 2.非燒結(jié)硅酸鹽磚,礦渣磚 礦渣磚是以未經(jīng)過水淬處理的高爐礦渣為主要原料，摻配一定比例的石灰、粉煤灰或煤渣，經(jīng)過原料制備、攪拌、消化、輪碾、半干壓成型以及蒸汽養(yǎng)護(hù)等工序制成的。,第一節(jié) 砌體材料種類和強(qiáng)度等級(jí) 一、塊體材料 2.非燒結(jié)硅酸鹽磚,混凝土磚 制成標(biāo)準(zhǔn)磚尺寸的混凝土磚也屬于硅酸鹽磚。目前南方一些地方，如湖北、貴州等地，常以這種磚代替強(qiáng)度等級(jí)大于MU7.5

6、的燒結(jié)普通磚。,第一節(jié) 砌體材料種類和強(qiáng)度等級(jí) 一、塊體材料 2.非燒結(jié)硅酸鹽磚,應(yīng)該指出，各種硅酸鹽磚均不需要焙燒，不宜用于砌筑爐壁、煙囪之類承受高溫的砌體。,第一節(jié) 砌體材料種類和強(qiáng)度等級(jí) 一、塊體材料 3.燒結(jié)多孔磚,為了減輕墻體自重，改善磚砌體的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，近期以來我國(guó)部分地區(qū)生產(chǎn)應(yīng)用了具有不同孔洞形狀和不同孔洞率的粘土空心磚。這種磚自重較小，保溫隔熱性能有了進(jìn)一步改善，磚的厚度較大，抗彎抗剪能力較強(qiáng)，而且節(jié)省砂漿。另外應(yīng)該指出，作為近期節(jié)土的重要措施，大力推廣應(yīng)用粘土空心磚受到了各方面的重視。,第一節(jié) 砌體材料種類和強(qiáng)度等級(jí) 一、塊體材料 3.燒結(jié)多孔磚,按其孔洞方向，粘土空心磚分

7、為豎孔和水平孔兩大類，前者用于承重，現(xiàn)在稱為燒結(jié)多孔磚，后者用于框架填充墻或非承重隔墻，現(xiàn)在稱為燒結(jié)空心磚。 燒結(jié)多孔磚的外形尺寸，按GB135442000規(guī)定，長(zhǎng)度(L)可為290、240、190mm，寬度(B)可為240、190、180、175、140、115mm，高度(H)可為90mm，不同組合而成。產(chǎn)品還可以有1/2長(zhǎng)度或1/2寬度的配磚，配套使用。有的多孔磚可與普通磚搭配使用。(P7圖2.1),第一節(jié) 砌體材料種類和強(qiáng)度等級(jí) 一、塊體材料 4.混凝土砌塊,混凝土砌塊的制作材料： 南方：混凝土空心砌塊普通混凝土制作 北方：輕集料混凝土空心砌塊-浮石、火山渣、陶粒等輕集料-既可保溫又可承

8、重，是比較理想的節(jié)能材料。 利廢材料：粉煤灰砌塊、煤矸石砌塊、爐渣混凝土砌塊、加氣混凝土砌塊等。,第一節(jié) 砌體材料種類和強(qiáng)度等級(jí) 一、塊體材料 4.混凝土砌塊,混凝土砌塊的尺寸： 小型砌塊：高度為180350mm； 中型砌塊：高度為360900mm； 大型砌塊：高度大于900mm。 受起重設(shè)備限制，中型和大型砌塊已很少應(yīng)用。 自70年代以來，南方各省已經(jīng)用混凝土小型砌塊建成了數(shù)十萬(wàn)平方米的房屋，小型砌塊的主規(guī)格尺寸為390mm190mm90mm，配以必要的輔助規(guī)格砌塊后，可同時(shí)適用2M0和3M0的建筑模數(shù)制，非常靈活。,第一節(jié) 砌體材料種類和強(qiáng)度等級(jí) 一、塊體材料 5.天然石材,重石和輕石(按

9、重力密度分-大于或小于18KN/m3)： 重石：花崗巖、砂巖、石灰?guī)r等。 輕石：凝灰?guī)r、貝殼灰?guī)r等。 重石材由于強(qiáng)度大、抗凍性、抗水性、抗氣性均較好，常用于承重墻體、基礎(chǔ)、擋土墻等。 料石和毛石(按外形規(guī)則程度分)： 料石：按加工后外形規(guī)則程度又分為細(xì)料石、半細(xì)料石、粗料石。 毛石：形狀不規(guī)則，中部厚度不小于200mm的塊石。,第一節(jié) 砌體材料種類和強(qiáng)度等級(jí) 二、塊體的強(qiáng)度等級(jí),塊體的強(qiáng)度等級(jí)是塊體力學(xué)性能的基本標(biāo)志，是由標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法得出的塊體極限抗壓強(qiáng)度按規(guī)定的評(píng)定方法確定的，用“MU”表示，后跟數(shù)字表示塊體的強(qiáng)度大小，單位為N/mm2或 MPa。如：MU10(100) M-Masonry

10、U-unity f =10 N/mm2(或 MPa) 括號(hào)內(nèi)kgf/cm2(1kgf=9.80665N10N),第一節(jié) 砌體材料種類和強(qiáng)度等級(jí) 二、塊體的強(qiáng)度等級(jí):1. 燒結(jié)普通磚和燒結(jié)多孔磚,采用的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)： 燒結(jié)普通磚(GB5101-1998) 燒結(jié)多孔磚(GB13544-2000) 砌墻磚試驗(yàn)方法(GB/T2542-92) (1)強(qiáng)度等級(jí)分為五級(jí)：MU30，MU25，MU20，MU15，MU10，出于耐久性和建材發(fā)展的需要，取消了MU7.5。 (2)強(qiáng)度等級(jí)的評(píng)定：向國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)靠攏，取消了對(duì)抗折強(qiáng)度的要求，僅用抗壓強(qiáng)度指標(biāo)評(píng)定磚的強(qiáng)度等級(jí)，并將檢驗(yàn)樣本從5塊增加到10塊。(強(qiáng)度檢驗(yàn)方法見下

11、一幻燈片) (3)耐久性指標(biāo)：根據(jù)磚的抗風(fēng)化性能、泛霜程度、石灰爆裂破壞尺寸衡量。 (4)燒結(jié)多孔磚的強(qiáng)度等級(jí)是由試件破壞荷載值除以受壓毛面積確定的，這樣在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)就不需要考慮孔洞率的影響。,續(xù)1：燒結(jié)普通磚和燒結(jié)多孔磚強(qiáng)度等級(jí)的評(píng)定- 強(qiáng)度檢驗(yàn)方法,a)試樣 燒結(jié)普通磚 抽取10塊，分別切斷，用水泥凈漿將半塊磚兩兩疊粘在一起，上下做抹平面，試件呈近立方體，經(jīng)養(yǎng)護(hù)后試壓破壞。 燒結(jié)多孔磚 用檢測(cè)整塊磚抗壓強(qiáng)度來評(píng)定強(qiáng)度等級(jí)。 b)計(jì)算參數(shù) 計(jì)算單塊強(qiáng)度、強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差與變異系數(shù)，確定評(píng)定方法。,續(xù)2：燒結(jié)普通磚和燒結(jié)多孔磚強(qiáng)度等級(jí)的評(píng)定- 強(qiáng)度檢驗(yàn)方法,續(xù)3：燒結(jié)普通磚和燒結(jié)多孔磚強(qiáng)度等級(jí)的評(píng)定

12、- 強(qiáng)度檢驗(yàn)方法,第一節(jié) 砌體材料種類和強(qiáng)度等級(jí) 二、塊體的強(qiáng)度等級(jí):3.蒸壓灰砂磚,采用的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：蒸壓灰砂磚(GB11945-1999) (1)強(qiáng)度等級(jí)分為四級(jí)：MU25，MU20，MU15，MU10。 (2)強(qiáng)度等級(jí)的評(píng)定：規(guī)定了尺寸偏差和外觀要求，并由抗壓強(qiáng)度與抗折強(qiáng)度指標(biāo)評(píng)定磚的強(qiáng)度等級(jí)。 (3)抗凍性：經(jīng)15次凍融循環(huán)，要求抗壓強(qiáng)度損失不大于20，干質(zhì)量損失不大于2。 (4) MU25，MU20，MU15可用于基礎(chǔ)及其他建筑； MU10僅可用于防潮層以上的建筑。并且，由于灰砂磚在長(zhǎng)期高溫作用下會(huì)發(fā)生破壞，故不得用于溫度長(zhǎng)期超過200，或受急冷急熱，或有酸性介質(zhì)侵蝕的建筑部位。,第一

13、節(jié) 砌體材料種類和強(qiáng)度等級(jí) 二、塊體的強(qiáng)度等級(jí):4.粉煤灰磚,采用的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：粉煤灰磚(JC239-1996) (1)強(qiáng)度等級(jí)分為四級(jí)：MU20，MU15，MU10，MU7.5。但新規(guī)范不用MU7.5。 (2)強(qiáng)度等級(jí)的評(píng)定：規(guī)定了尺寸偏差和外觀要求，并由抗壓強(qiáng)度與抗折強(qiáng)度指標(biāo)評(píng)定磚的強(qiáng)度等級(jí)。 (3)抗凍性：經(jīng)15次凍融循環(huán)，要求抗壓強(qiáng)度損失不大于20，干質(zhì)量損失不大于2。干燥收縮值，優(yōu)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) 可用于工業(yè)和民用建筑，但用于基礎(chǔ)或易受凍融和干濕交替作用的建筑部位時(shí)，必須使用優(yōu)等磚與一等磚。不得用于長(zhǎng)期受熱

14、(200以上)、受急冷急熱和有酸性介質(zhì)侵蝕的建筑部位。 (5)為提高耐久性，有凍融循環(huán)作用的部位用磚，應(yīng)選擇抗凍性合格的，并用水泥砂漿抹面，或采取其他防護(hù)措施。,第一節(jié) 砌體材料種類和強(qiáng)度等級(jí) 二、塊體的強(qiáng)度等級(jí): 5.砌塊 6.石材,砌塊： 按單塊受壓的試驗(yàn)方法確定 抗壓強(qiáng)度由毛面積確定 型砌塊的強(qiáng)度等級(jí)：MU20，MU15，MU10，MU7.5，MU5，比原規(guī)程參加了MU20，并取消了MU3.5。 石材： 由邊長(zhǎng)為70mm的立方試塊作為標(biāo)準(zhǔn)(原邊長(zhǎng)為200mm)。如果試塊的邊長(zhǎng)為其他尺寸時(shí)，可乘以強(qiáng)度換算系數(shù)。,第一節(jié) 砌體材料種類和強(qiáng)度等級(jí) 三、砂漿的種類和強(qiáng)度等級(jí),1. 組成：由砂和無

15、機(jī)膠結(jié)料(水泥、石灰、石膏、粘土等)按一定比例加水?dāng)嚢瓒傻摹?2. 作用： 粘結(jié)(產(chǎn)生粘結(jié)力和摩擦力) 找平(使應(yīng)力分布均勻) 填隙作用(減少透氣性，提高隔熱、防水、抗凍性能) 。,第一節(jié) 砌體材料種類和強(qiáng)度等級(jí) 三、砂漿的種類和強(qiáng)度等級(jí),3. 砂漿強(qiáng)度等級(jí)的確定： 以邊長(zhǎng)為70.7mm的立方體試塊，每組試塊為6塊，成型后試件在203溫度下，水泥砂漿在濕度為90以上，水泥石灰砂漿在濕度為60-80環(huán)境中，養(yǎng)護(hù)28d，然后進(jìn)行抗壓試驗(yàn)，按計(jì)算規(guī)則得出砂漿試件強(qiáng)度值。 砂漿的強(qiáng)度等級(jí)用“M”表示，分為五級(jí)，即M15、M10、M7.5、M5、M2.5。新規(guī)范取消了M1和M0.4。 強(qiáng)度為零的砂漿是

16、指施工階段尚未凝結(jié)或用凍結(jié)法施工解凍階段的砂漿。(P49表),第一節(jié) 砌體材料種類和強(qiáng)度等級(jí) 三、砂漿的種類和強(qiáng)度等級(jí),4.種類： (1)按配制方法分三種： 水泥砂漿：無塑性摻合料的水泥砂漿。 混合砂漿：有塑性摻合料的水泥砂漿，如水泥石灰砂漿、水泥粘土砂漿。 非水泥砂漿：不含水泥的砂漿。如石灰砂漿、粘土砂漿、石膏砂漿等 (2)按重量分兩類： 重砂漿：容重15KN/m3 輕砂漿：容重15KN/m3,第一節(jié) 砌體材料種類和強(qiáng)度等級(jí) 三、砂漿的種類和強(qiáng)度等級(jí),5.質(zhì)量性能 (1)可塑性：用標(biāo)準(zhǔn)錐體沉入砂漿的深度來測(cè)定。具有適當(dāng)可塑性的砂漿，可使砂漿在砌筑時(shí)很容易并且很均勻地鋪開，從而提高砌體強(qiáng)度和砌

17、筑效率。 (2)保水性：由分層度試驗(yàn)方法確定。砂漿的質(zhì)量在很大程度上取決于其保水性，也即在運(yùn)輸、砌筑過程中保持相等質(zhì)量的能力。在砌筑過程中，磚將吸收一部分水分，這對(duì)于砂漿的強(qiáng)度和密實(shí)度是有利的，但是如果砂漿的保水性很小，新鋪在磚面上的砂漿中的水分很快被吸收，則使砂漿鋪平國(guó)難，影響正常硬化作用，降低砂漿強(qiáng)度。 純水泥砂漿的可塑性及保水性較差，雖然其強(qiáng)度符合要求，但砌筑質(zhì)量較差，故其強(qiáng)度應(yīng)予折減。 砂漿中摻入可塑性材料如粘土、石灰等組成水泥混合砂漿，可使砂漿具有適當(dāng)?shù)目伤苄院捅Ｋ浴５魮饺脒^多，則會(huì)增加灰縫中砂漿的橫向變形，而降低砌體的強(qiáng)度。,第一節(jié) 砌體材料種類和強(qiáng)度等級(jí) 三、砂漿的種類和強(qiáng)度

18、等級(jí),混凝土砌塊專用砂漿(Mb)：摻合料和外加劑，提高和易性和粘結(jié)力。 嚴(yán)格執(zhí)行砌體工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范(GB50203-2002)，避免砂漿強(qiáng)度低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)和強(qiáng)度離散性過大的情況發(fā)生。,第一節(jié) 砌體材料種類和強(qiáng)度等級(jí) 四、混凝土砌塊灌孔混凝土(Cb),在砌塊豎孔中設(shè)置鋼筋并澆注灌孔混凝土，形成鋼筋混凝土芯柱，并可加大砌體橫截面面積，可提高房屋的整體性、承載力和抗震性能。 砌塊灌孔混凝土由水泥、砂、碎石、水及摻合料、外加劑等組分組成。,第一節(jié) 砌體材料種類和強(qiáng)度等級(jí) 五、塊體及砂漿的選擇,1. 就地取材 2. 滿足受力、耐久性的需要 3. 方便施工同層砌體不宜采用不同強(qiáng)度等級(jí)的材料 4.

19、考慮建筑物的使用性質(zhì)和所處的環(huán)境(新規(guī)范均有所提高),第二節(jié) 砌體分類,一、磚砌體 二、砌塊砌體 三、石砌體 四、配筋砌體,第二節(jié) 砌體分類,兩大類： 無筋砌體：磚砌體、砌塊砌體、石砌體 配筋砌體 砌合方法均勻受力，保證房屋整體工作： 砂漿粘結(jié)塊體 塊體搭砌，避免過長(zhǎng)的豎向通縫 選型應(yīng)注意抗震、抗不均勻沉陷能力差(海城、唐山地震教訓(xùn)深刻),一、磚砌體,1.墻體厚度 根據(jù)強(qiáng)度和穩(wěn)定性的要求，或保溫條件(寒冷地區(qū))確定。滿足保溫、隔熱、不透風(fēng)要求。有240mm，370mm，490mm，620mm，740mm等(1/2磚進(jìn)位)。或180mm，300mm，420mm(1/4磚進(jìn)位)等。,一、磚砌體,2.搭砌方式 (1)一順一頂(丁)：頂磚多余，強(qiáng)度最佳，但需要較多熟練工人。有十字縫(條磚上下對(duì)齊)、騎馬縫砌合法(條磚上下錯(cuò)半磚)。 (2)三順一頂(丁)：磚規(guī)格不太一致時(shí)使用，可使墻面美觀，轉(zhuǎn)角處可減少打七分頭。 (3)梅花丁(丁)：磚規(guī)格不太一致或外皮用整磚，里皮用碎磚時(shí)使用。 (4)五順一頂(丁)：橫向拉結(jié)差，已經(jīng)很少使用。 另外還有條砌(半皮隔斷)、丁砌(圓弧)、滿丁滿條(丁、十