第六章墙体与屋面材料建筑材料

建筑材料戴必辉ConstructionMaterials第六章墙体与屋面材料6.1概述＞6.2墙体材料＞6.3屋面材料＞习题＞本章重点：1、熟悉常用的墙体材料和屋面材料。1、定义：6.1概述墙体材料是指用来砌筑、拼装或用其他方法构成承重或非承重墙的材料，他在整个建筑中起承重、传递重力、围护和隔断等作用。在一座房屋建筑中，墙体占整个建筑物质量的60%以上。⊙在墙体材料中，粘土砖仍为我国主要的墙体材料。由于我国人口不断增长，耕地不断减少，能源紧张，因此发展新型墙体材料势在必行。板材屋面材料主要指建筑中常用的瓦（板）。一、砌墙砖6.2墙体材料1、砖的分类：（1）按原料分：粘土砖、废渣砖；（2）按生产方式分：烧结砖、非烧结砖；（3）按外形分：普通砖（实心砖）、多孔砖、空心砖。普通砖是没有空洞或孔洞率小于15%的砖；而孔洞率等于或大于15%的砖称为空心砖，其中孔的尺寸小而数量多者又称多孔砖。（一）烧结普通砖※采制原料→调制→制坯→干燥→焙烧→成品※焙烧过程：100-110℃，游离水蒸发，坯体中留下许多孔隙；400-800℃，结晶水脱水，矿物分解，孔隙率进一步增大；900-1100℃，矿物开始烧结熔化，流入孔隙中，使砖的孔隙率下降，体积收缩。※凡以粘土、页岩、煤矸石、粉煤灰等为主要原料，经焙烧而成标准尺寸的实心砖，称为烧结普通砖。※有粘土砖（N）、页岩砖（Y）、煤矸石砖（M）和粉煤灰砖（F）。1、烧结普通砖的分类：①按砖的生产方式：手工砖和机制砖；②按砖的颜色：青砖和红砖；红砖：焙烧环境处于氧化气氛；青砖：在氧化气氛中焙烧至900℃以上，再在还原气氛中闷窑，促使砖内的红色高阶氧化铁还原成青色的低价氧化铁。青砖一般较红砖耐久性、耐碱性好，但价格较红砖贵，青砖一般在土窑中烧成。③按焙烧温度不同：正火砖、欠火砖和过火砖。正火砖：质量最好，其强度、吸水率、耐久性均符合要求；欠火砖：色浅、声哑、吸水率大、强度和耐久性差；过火砖：色深、声音响亮、吸水率低、强度高，但出现变形。欠火砖和过火砖都属于不合格品。2、烧结普通砖的技术性质1）尺寸规格2）表观密度3）吸水率4）强度等级5）抗风化性6）质量等级1）尺寸规格根据20块砖试样的公称尺寸检验结果，分为优等品（A）、一等品（B）和及格品（C）3个质量等级，各质量等级的尺寸偏差应符合规定。烧结普通砖的标准尺寸是：240mm×115mm×53mm。4块砖长、8块砖宽、16块砖厚，再加上砌筑灰缝（10mm），长度均为1m，1m3砌体需用砖512块。2）表观密度烧结普通砖的表观密度因原料和生产方式不同而异，一般为1600~1800kg/m3。3）吸水率砖的吸水率与砖的焙烧程度有关，欠火砖吸水率大，过火砖吸水率小，一般吸水率为8%~16%。4）强度等级通过取10块砖试样进行抗压强度的试验结果，根据抗压强度平均值和强度标准值来划分为MU10～MU30等5个等级。根据现行规定，在评定强度等级时，按强度变异系数δ大小采用平均值-标准值方法或采用平均值-最小值方法确定。5）抗风化性能普通粘土砖的耐久性包括抗冻性、抗风化性、石灰爆裂性、泛霜、吸水率和饱和系数。抗风化性是指在干湿变化、温度变化、冻融变化等物理因素作用下，材料不破坏并长期保持原有性质的能力。它是一项综合指标，主要受砖的吸水率与地域位置的影响。抗风化性通常以抗冻性、吸水率及饱和系数等指标判别。①吸水率普通粘土砖抗风化性能要求5h吸水率严重风化区不大于19%，饱和系数不大于0.8；非严重风化区吸水率不大于23%，饱和系数不大于0.8。②泛霜泛霜是指粘土原料中的可溶性盐类，随着砖内水分蒸发而在砖表面产生白色粉末的盐析现象。优等品砖不允许有泛霜现象，一等品砖不允许出现中等泛霜，合格品砖不允许出现严重泛霜。③石灰爆裂当原料土中夹杂有石灰石，则烧砖时将被烧成生石灰留在砖中，或掺入内燃料时带入了生石灰。生石灰在砖体内吸水消化时产生体积膨胀，导致砖发生胀裂破坏的现象称为石灰爆裂。6）质量等级强度和抗风化性能合格的砖，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）三个质量等级。外观质量应符合规定：颜色、完整面、裂纹、缺棱掉角、杂质、弯曲、高度差等。3、烧结普通砖优缺点及应用优点：具有一定的强度、较好的耐久性及隔热、隔声、价格低廉等优点，且原料广泛、工艺简单，是应用最久、应用范围最广发的墙体材料。也可用来砌筑柱、拱、烟囱、地面及基础等。缺点：制砖取土，大量毁坏良田；烧砖能耗高。要大力推广墙体改革，以空心砖、工业废渣砖及砌块、轻质板材来代替实心粘土砖。砖的顶面：115mm×53mm；条面：240mm×53mm；大面：240mm×115mm。顺砖，指砖的长度沿墙面；丁砖，指砖的宽度沿墙面；砖平砌叫眠砖；砖侧立砌筑叫斗砖。小常识（二）烧结多孔砖与烧结空心砖1、烧结多孔砖（粘土、页岩、煤矸石→焙烧）粘土多孔砖、空心砖与粘土实心砖相比，具有节约土地资源、节约燃料、减轻自重等特点。多孔砖为大面有孔洞的砖，孔多而小，孔洞率等于或大于15％，使用时孔洞垂直于承压面，常用于承重部位（六层以下建筑物的承重墙）。1）2个主要规格：M型：190mm×190mm×90mm（符合建筑模数，使设计规范化、系列化、提高施工速度，节约砂浆。）P型：240mm×115mm×90mm（便于与普通砖配套使用。）2）6个抗压强度等级：MU30、25、20、15、10、7.53）3个质量等级：优等品、一等品、合格品烧结多孔砖产品标记顺序为：产品名称、品种、规格、强度等级、质量等级和标准编号。如：烧结多孔砖N240×115×9025AGBl3544。2、烧结空心砖空心砖为顶面有孔洞的砖，孔大而少，孔洞率等于或大于35％，使用时孔洞平行于承压面，常用于非承重部位（非承重隔墙及框架结构的填充墙）。1）2个主要规格：290mm×190（140）mm×90mm240mm×180（175）mm×115mm（若长、宽、高中一项或一项以上分别大于365mm、240mm、115mm，称为烧结空心砌块。）2）3个抗压强度等级：MU5.0、MU3.0、MU2.03）3个密度级别：800、900、11004）3个质量等级：优等品、一等品、合格品烧结空心砖的产品标记顺序为：产品名称、规格、密度等级、产品等级、标准号。如：空心砖（290×190×90）800AGBl3545。（三）非烧结砖常用的非烧结砖主要有：1、蒸压灰砂砖；2、蒸压（养）粉煤灰砖；3、炉渣砖；1、蒸压灰砂砖LSB1）规格和尺寸：与普通粘土砖相同。2）4个强度等级（根据砖浸水24h后的抗压强度和抗折强度值）：MU25、MU20、MU15、MU103）表观密度：1800~1900kg/m3。4）3个质量等级：（根据尺寸偏差和外观）优等品、一等品、合格品以石灰、砂子为原料（也可加入着色剂或掺和剂），经配料、拌和、压制成型和蒸压养护而制得。蒸压灰砂砖的应用：※MU15以上者可用于基础及其他建筑部位。※MU10砖可用于防潮层以上的建筑部位。※蒸压灰砂砖不得用于长期经受200℃高温，急冷急热或有酸性介质的建筑部位。2、蒸压（养）粉煤灰砖1）规格和尺寸：与普通粘土砖相同。2）4个强度等级（根据抗压强度和抗折强度值）：MU25、MU15、MU10、MU7.53）表观密度：1500kg/m3。4）3个质量等级：（根据尺寸偏差和外观）优等品、一等品、合格品利用电厂废料粉煤灰为主要原料，掺入适量的石灰和石膏或再加入部分炉渣等，经配料、拌和、压制成型、常压或高压蒸汽养护而成的实心砖。蒸压（养）粉煤灰砖的应用：※可用于工业与民用建筑的墙体和基础，但用于基础和易受冻融和干湿交替作用的建筑部位，必须使用一等品和优等品。※不得用于长期受热（200℃以上）、急冷急热或有酸性介质侵蚀的建筑部位。※为避免或减少收缩裂缝的产生，用粉煤灰砖砌筑的建筑物，应适当增设圈梁及伸缩缝。3、炉渣砖1）规格和尺寸：与普通粘土砖相同。2）3个强度等级（根据抗压强度和抗折强度值）：MU20、MU15、MU103）表观密度：1500~2000kg/m3。4）吸水率：6%~19%。5）3个质量等级：（根据尺寸偏差和外观）优等品、一等品、合格品以煤燃烧后的炉渣（煤渣）为主要原料，加入适量的石灰或电石渣、石膏等材料混合、搅拌、成型、蒸汽养护等而成的砖。炉渣砖的应用：※可用于一般工程的内墙和非承重外墙，但不得用于受高温、受急冷急热交替作用或有酸性介质侵蚀的部位。二、墙用砌块砌块是用于砌筑的、形体大于砌墙砖的人造板材，多为直角六面体。砌块的分类方法很多：①按产品主规格尺寸：大型砌块（高度大于980mm）、中型砌块（高度为380~980mm）、大型砌块（高度大于115mm，小于380mm）。②按用途可分为承重砌块和非承重砌块；③按有无孔洞可分为实心砌块和空心砌块；④按材质可分为硅酸盐砌块、轻骨料混凝土砌块、加气混凝土砌块和混凝土砌块。砌块高度一般不大于长度或宽度的6陪，长度不超过高度的3陪。根据需要也可生产各种异型砌块。砌块的特点：可以充分利用地方资源和工业废渣，并可节省粘土资源和改善环境。具有生产工艺简单、原料来源广、适应性强、制作及使用方便、可改善墙体功能等特点。三、墙用板材①按墙板的结构不同分为实心墙板、空心墙板、复合墙板；②按其受力不同分为承重墙板、非承重墙板。以板材为围护墙体的建筑体系，具有质轻、节能、施工方便快捷、使用面积大、开间布置灵活等特点。墙用板材的分类：目前我国可用于墙体的板材品种：承重用的预制混凝土大板；质量较轻的石膏板和加气硅酸盐板；各种植物纤维板及轻质多功能复合板材。采用预制墙板，是提高建筑工业化的有效途径，也是墙体改革的主要方向。代表性板材：1）水泥类墙用板材：①预应力混凝土空心墙板；②玻璃纤维增强水泥空心轻质墙板；④水泥木丝板；③纤维增强水泥平板；⑤水泥刨花板；⑥其他水泥类板材。2）石膏类墙用板材：①纸面石膏板；②石膏纤维板；④石膏刨花板。③石膏空心板；3）植物纤维类板材：①稻草（麦秸）板；②稻壳板；④麻屑板。③蔗渣板；4）复合墙材：①混凝土夹心板；②泰柏墙板；③轻型夹心板；6.3屋面材料屋面材料已由较单一的烧结瓦，向多种材质的大型水泥类瓦材和高分子复合类瓦材发展。屋面承重结构也由以预应力钢筋混凝土大型屋面板为主要形式，向承重、保温、防水三合一的轻型钢板结构转变。屋面材料发展概况：一、屋面瓦材烧结类瓦材水泥类屋面瓦材高分子类复合瓦材粘土瓦琉璃瓦混凝土瓦纤维增强水泥瓦钢丝网水泥大波瓦纤维增强塑料波形瓦聚氯乙烯波形瓦木质纤维波形瓦玻璃纤维沥青瓦（一）烧结类瓦材1、粘土瓦粘土瓦是以杂质少、塑性好的粘土为主要原料，经成型、干燥、焙烧而成。分类按颜色：红瓦和青瓦按形状：平瓦、脊瓦、三曲瓦、双筒瓦、鱼鳞瓦、牛舌瓦、板瓦、筒瓦、滴水瓦、沟头瓦、J形瓦、S形瓦和其他异形瓦及其配件等。按表面状态：有釉和无釉粘土瓦主要用于民用建筑和农村建筑坡形屋面防水。2、琉璃瓦是用难熔粘土制坯，经干燥、上釉后焙烧而成。一般在古建筑修复纪念性建筑及园林建筑中的亭、台、楼、阁上使用。※表面光滑、质地坚密、色彩美丽，有黄、绿、黑、蓝、青、紫、翡翠等色。※造型多样，主要有板瓦、筒瓦、滴水瓦、勾头瓦等。还制成飞禽、走兽、龙飞凤舞等作为装饰，是一种富有我国传统民族特色的高级屋面防水与装饰材料。（二）水泥类屋面瓦材1、混凝土瓦标准尺寸：400mm×240mm和385mm×235mm两种。特点：成本低、耐久性好、但自重大。在配料中加入耐酸颜料可制成彩色瓦。应用同粘土瓦。2、纤维增强水泥瓦以增强纤维和水泥为主要原料，经配料、打浆、成型、养护而成。※石棉瓦分大波、中波、小波三种类型。具有防水、防潮、绝缘等性能，主要用于工业建筑，如厂房、库房、堆货棚、凉棚等。※由于石棉纤维可能带有放射性物质，许多国家已禁止使用，我国也开始采用其他增强纤维逐渐代替石棉。3、钢丝网水泥大波瓦用普通硅酸盐水泥、砂子，按一定配比，中间加一层低碳冷拔钢丝网加工而成。适用于工厂散热车间、仓库或临时性的屋面及围护结构等处。（三）高分子类复合瓦材1、纤维增强