砌体与砌体结构_建筑材料.

土木水利学院清华大学DepartmentofCivilEngineeringTsinghuaUniversity1第5章砌体材料MasonryMaterials土木水利学院清华大学DepartmentofCivilEngineeringTsinghuaUniversity25.1概述5.2砌体与砌体材料的结构5.3砌体与砌体材料的力学性能5.4砌体材料的耐久性5.5砌体材料的其它物理性能第5章砌体材料土木水利学院清华大学DepartmentofCivilEngineeringTsinghuaUniversity35.1概述砌体结构(MasonryWork,BrickworkandBlockwork):一种由块体经砌筑形成整体的结构#块体：砖、石、砌块＃砌体结构种类：按块体分：砖砌体、石砌体、砌块砌体按加筋分：无筋砌体、有筋砌体土木水利学院清华大学DepartmentofCivilEngineeringTsinghuaUniversity4砌体材料的发展历史天然石材粘土砖空心粘土砖混凝土砌块加筋砌体与预应力砌体下一阶段？土木水利学院清华大学DepartmentofCivilEngineeringTsinghuaUniversity65.1概述砌体结构的特点：•原材料来源广泛（土、页岩、粉煤灰、煤矸石等）•价格便宜•施工简单•耐久性和热工性能良好土木水利学院清华大学DepartmentofCivilEngineeringTsinghuaUniversity75.1.1砖1）分类：烧结砖、非烧结砖实心砖、空心砖(1)烧结砖＃粘土，页岩，煤矸石，粉煤灰烧结砖900-1200OC成坯粉磨轮碾土木水利学院清华大学DepartmentofCivilEngineeringTsinghuaUniversity85.1.1砖(2)非烧结硅酸盐砖以石灰、粉煤灰、煤矸石、砂子为主要原料经粉磨、搅拌、成型、养护而成。如:粉煤灰砖、煤矸石砖、灰砂砖土木水利学院清华大学DepartmentofCivilEngineeringTsinghuaUniversity95.1.1砖2)规格名称长宽厚普通砖24011553空心砖1902402401901151809090115115砌墙砖的规格(mm)土木水利学院清华大学DepartmentofCivilEngineeringTsinghuaUniversity10砌墙砖的强度指标20015010075502015107.55.014106.04.53.54.03.12.31.81.62.62.01.31.10.8粘土砖的强度指标砖的标号抗压强度(MPa)抗折强度(MPa)土木水利学院清华大学DepartmentofCivilEngineeringTsinghuaUniversity115.1.2砌块＃分类：空心砌块、实心砌块、微孔砌块混凝土砌块、硅酸盐砌块承重砌块、装饰砌块、复合砌块工艺：成型、养护与非烧结砖相同土木水利学院清华大学DepartmentofCivilEngineeringTsinghuaUniversity125.1.2砌块名称外形尺寸长宽高最小壁、肋厚度主规格砌块3901901903029019019030辅助规格砌块190190190309019019030承重小型砌块的规格尺寸（mm)土木水利学院清华大学DepartmentofCivilEngineeringTsinghuaUniversity135.1.2砌块承重小型砌块的强度标准土木水利学院清华大学DepartmentofCivilEngineeringTsinghuaUniversity14砌体材料的强度等级砖——MU7.5~MU30砌块——MU3.5~MU15砌筑砂浆——M0.4~M15土木水利学院清华大学DepartmentofCivilEngineeringTsinghuaUniversity155.1.3石材•重质石材：基础砌体与重要房屋的贴面•轻质石材：易加工、导热系数小、耐久性较差土木水利学院清华大学DepartmentofCivilEngineeringTsinghuaUniversity165.1.1MasonryMortar土木水利学院清华大学DepartmentofCivilEngineeringTsinghuaUniversity17砌筑砂浆组成：水泥塑性掺和料砂化学外加剂水砌筑水泥普通硅酸盐水泥石灰膏或粘土膏：改善和易性，增加弹性细砂微沫剂，缓凝剂土木水利学院清华大学DepartmentofCivilEngineeringTsinghuaUniversity185.1.5灌注混凝土或砂浆土木水利学院清华大学DepartmentofCivilEngineeringTsinghuaUniversity195.2砌体与砌体材料的结构砌块砂浆砖(块体)+(块体-砂浆界面)+(砂浆)+配筋土木水利学院清华大学DepartmentofCivilEngineeringTsinghuaUniversity205.2.1砌体的整体结构•砌体是由砖或砌块为一相、砂浆为另一相的多相体。•砌体中上述两相的界面十分薄弱，尤其是砌块结构，因为其表面吸水能力差，与砂浆的粘结力很小。土木水利学院清华大学DepartmentofCivilEngineeringTsinghuaUniversity21砖和砂浆的受压应力-应变曲线砂浆具有一定的弹塑性，而砖基本是刚性的。砂浆处于三向受压状态；块体虽然是轴心受压，但在水平方向上承受拉力。土木水利学院清华大学DepartmentofCivilEngineeringTsinghuaUniversity225.2.1砌体的整体结构t051015201.51.00.5d(mm)th05101520d(mm)水平灰缝厚度对实心砖和空心砖砌体抗压强度的影响系数:ddtht1.01/204.01/4.1(实心砖)(空心砖)1.51.00.5土木水利学院清华大学DepartmentofCivilEngineeringTsinghuaUniversity235.2.1砌体的整体结构块体的含水率对砌体性能的影响(1)促进和改善砂浆硬化；(2)提高砂浆流动性，使砂浆铺设更均匀；W00.050.100.150.201.20.80.4含水率土木水利学院清华大学DepartmentofCivilEngineeringTsinghuaUniversity24界面粘结强度的影响水平灰缝饱满度水平灰缝厚度块体表面光洁度块体表面潮湿度（含水率）土木水利学院清华大学DepartmentofCivilEngineeringTsinghuaUniversity265.2.2砖的孔结构•粘土砖的孔隙率变化范围非常大（1～50％）。•适当的孔隙率使砖有相应吸水率，以利于砂浆密实并与砖有较好粘结力。•粉煤灰砖、灰砂砖表面密实，吸水率较小，不利于粘结。土木水利学院清华大学DepartmentofCivilEngineeringTsinghuaUniversity27灰砂砖和红砖土木水利学院清华大学DepartmentofCivilEngineeringTsinghuaUniversity28砖的吸水率对抗压强度的影响土木水利学院清华大学DepartmentofCivilEngineeringTsinghuaUniversity295.3砌体与砌体材料的力学性能土木水利学院清华大学DepartmentofCivilEngineeringTsinghuaUniversity305.3.1砌体受压应力状态砌体抗压荷载能力较好。不仅用于墙体结构，还有拱体和隧道。砌体的抗压强度以一段小砌体抵抗轴压荷载的能力来评价。但由于风或其它荷载的作用，可能受到偏心荷载。土木水利学院清华大学DepartmentofCivilEngineeringTsinghuaUniversity315.3.1砌体受压应力状态土木水利学院清华大学DepartmentofCivilEngineeringTsinghuaUniversity325.3.2砌体受剪切、弯曲、拉伸荷载由于风力、撞击或地震等外界荷载作用，砌体可能受到剪切、弯曲、拉伸的作用，导致砌体处于复杂的受力状态。但砌体抵抗拉力非常有限，通常在设计中不考虑承受拉应力。土木水利学院清华大学DepartmentofCivilEngineeringTsinghuaUniversity33砌体受剪切作用土木水利学院清华大学DepartmentofCivilEngineeringTsinghuaUniversity345.3.3砌体弯曲破坏土木水利学院清华大学DepartmentofCivilEngineeringTsinghuaUniversity35几种配筋砌体结构土木水利学院清华大学DepartmentofCivilEngineeringTsinghuaUniversity36土木水利学院清华大学DepartmentofCivilEngineeringTsinghuaUniversity375.4砌体材料的耐久性5.4.1体积变化5.4.2冻害5.4.3化学侵蚀5.4.4粉化和可溶盐含量土木水利学院清华大学DepartmentofCivilEngineeringTsinghuaUniversity385.4.1体积变化砖在潮湿环境中会产生湿胀，但一般来说影响不大；空心砌块干缩较大是它不同于粘土砖与天然石材的一个显著特点，易于造成墙体开裂。土木水利学院清华大学DepartmentofCivilEngineeringTsinghuaUniversity395.4.2冻害＃冻害是砖和砌块在冻融循环条件下的一种常见的物理破坏，表现为砌块表面成片剥落，这是由于孔隙中的水结冰膨胀产生开裂的应力所导致。强度低、孔隙率大的砖或砌块抗冻害能力强。土木水利学院清华大学DepartmentofCivilEngineeringTsinghuaUniversity405.4.3化学侵蚀烧结砖对酸、碱的抵抗能力较强，在恶劣的环境条件下同样也是因为开裂而逐渐受侵蚀；非烧结的砖与砌块与混凝土类似，不耐酸性介质的腐蚀。土木水利学院清华大学DepartmentofCivilEngineeringTsinghuaUniversity415.4.4粉化和可溶盐含量碱硫酸盐或碱碳酸盐对砌体结构的侵蚀与对混凝土材料的侵蚀类似，也是由于干湿循环条件下反复结晶和脱水（膨胀与收缩）所造成。土木水利学院清华大学DepartmentofCivilEngineeringTsinghuaUniversity49位于潮湿土地上的砌体结构在干燥空气中的风化和内风化现象土木水利学院清华大学DepartmentofCivilEngineeringTsinghuaUniversity50TypicalefflorescencedefectcausedbyNaClcrystallizationonthemasonrywallinVenice土木水利学院清华大学DepartmentofCivilEngineeringTsinghuaUniversity52由于钙矾石形成导致抹面砂浆层分离土木水利学院清华大学DepartmentofCivilEngineeringTsinghuaUniversity53由于NaCl结晶和湿涨，使抹面砂浆完全脱离土木水利学院清华大学DepartmentofCivilEngineeringTsinghuaUniversity545.5砌体材料的其它物理性能5.5.1热工性能粘土砖的保温隔热性能较好，尤其是空心砖；空心砌块的保温隔热性能不如粘土砖，这是空心砌块建筑的另一大缺点。砖和砌块的导热性质随含水率增大而急剧上升。土木水利学院清华大学DepartmentofCivilEngineeringTsinghuaUniversity555.5.2耐火性粘土砖的耐火性良好，具有较好的抗热冲击性和高温下抵抗热传导能力。混凝土砌块耐火性也很好。灰