項目六砌體材料任務一概述任務二砌墻磚任務三建筑砌塊任務四墻用板材任務五建筑石材任務六人造石材

教學要求

了解：砌墻磚的分類；非燒結磚、其他砌塊、各種墻板的技術性質及應用；建筑工程中常用石材的技術性能、特點及選用原則。

掌握：燒結磚的主要技術性質及應用，混凝土砌塊和加氣混凝土砌塊的性能及應用

特點。

重點：燒結磚的主要技術性質及應用，建筑石材的主要品種及應用。

難點：加氣混凝土砌塊的性能及應用特點。

【走進歷史】

秦磚漢瓦

中國在春秋戰國時期陸續創制了方形和長形磚，秦漢時期制磚的技術和生產規模、質量和花式品種都有顯著發展，世稱“秦磚漢瓦”。

所謂“秦磚漢瓦”，非專指“秦朝的磚、漢代的瓦”，是后世為紀念和說明這一時期建筑裝飾的輝煌和鼎盛，而對這一時期的磚、瓦的統稱，我們今天建筑中應用的空心磚早在戰國時就已被創造用作宮殿、官署或陵園建筑。秦代的磚素有“鉛磚”美譽。有的秦磚上刻有文字，字體瘦勁古樸，這種古磚十分少見。瓦當是中國古典建筑物上一種特有的裝飾物，俗稱瓦頭，秦漢瓦當之所以為人們所重視，并不在于其數量巨大，主要在于其豐富精美的紋飾以及古樸蒼勁的藝術魅力。兩漢瓦當紋飾主要分為兩大類，一類是秦時便已出現的卷云紋，另一類便是最吸引視線的文字瓦當，比如“千秋萬歲”、“萬壽無疆”。字體有小篆、鳥蟲篆、隸書、真書等。欣賞每一塊瓦當，都是一種藝術享受。不僅可以感受到古人追求富貴、長壽、快樂的美好愿望，更能體會到匠師們獨特的藝術風格和中國文字之美。

“秦磚漢瓦”的金碧輝煌雖早已湮沒于歷史煙云，但作為秦漢時期的鮮明文化符號，它真實再現了博大精深、廣袤深邃的華夏文明遺韻，引發人們對那個遙遠而陌生的秦漢盛世的好奇心和求知欲，現在通常用它來形容帶有中華傳統文化風格的古建筑。“秦磚漢瓦”是華夏文明寶庫中一顆璀璨的明珠，其精美的文字、奇特的動物形象、華麗詭異的圖案，在考古、歷史、古文字和美術、書法藝術，以及思想文化方面的研究中，有著其他文物遺跡不可替代的特殊地位，極具藝術欣賞和文化研究價值。

砌體在建筑中起承重、圍護或分隔作用。用于砌體的材料品種較多，有磚、砌塊、板材、石材等。它們與建筑物的功能、自重、成本、工期以及建筑能耗等均有著直接的關系。

砌體材料較多用作墻體材料(簡稱墻材)。在房屋建筑中，墻體具有承重、圍護、隔斷、保溫隔熱等作用，墻體材料主要是指磚、砌塊、墻板等，合理選材對建筑物的功能、安全以及造價等均具有重要意義。任務一概述燒結磚在我國已經有兩千多年的歷史，對于建筑工業的貢獻不可磨滅。長期以來，我國以燒結黏土磚為砌體結構材料，由于傳統的燒結黏土磚主要以毀田取土燒制，加上其自重大、生產效率低及抗震性能差等缺點，嚴重影響建筑施工現代化的發展。這也就決定了它終將被歷史所淘汰。墻體材料革新是對我國傳統墻材的一場大的革命，其社會、經濟和環保意義是毋庸置疑的。十幾年來，我國新型墻體材料得到了空前發展，涌現出一大批非燒結的新型墻材，如各種混凝土磚(砌塊)、墻板、蒸壓磚等免燒墻材生產企業，成為墻材行業的重要力量。天然石材是古老的建筑材料之一，世界上許多古建筑都是由天然石材建造而成的。如：埃及人用石頭堆砌出無與倫比的金字塔、

太陽神神廟；意大利著名的比薩斜塔全是由石材(大理石)建成的；古希臘人用石材建造的雅典衛城，經歷了2000多年的風雨，依然聳立在地中海邊，成為雅典不朽的象征。

我國對天然石材的使用也有著悠久的歷史和豐富的經驗。我國在戰國時代就有石基、石階，東漢時有全石建筑，隋唐時代的石窟、石塔、石墓都有杰出的代表作，宋代用石材建造城墻、橋梁(如河北的趙州橋、福建泉州的洛陽橋等)，明、清的宮殿基座、欄桿都是用漢白玉大理石建造的。在現代建筑中，北京的人民英雄紀念碑、人民大會堂、北京火車站等都是大量使用石材的建筑典范。在當代很多建筑創造性地使用石材，取得了獨特的效果。

石材是歷史最悠久的建筑材料之一，由于其具有相當高的強度、良好的耐磨性和耐久性，并且資源豐富，易于就地取材，因此，在大量使用鋼材、混凝土和高分子材料的現代建筑中，石材的使用仍然相當普遍和廣泛。

6.2.1磚的概述

凡是由黏土、工業廢料或其他地方資源為主要原料，以不同的工藝制造的在建筑物中用于承重墻和非承重墻的磚統稱為砌墻磚。

砌墻磚可分為普通磚和空心磚兩大類。普通磚是沒有孔洞或孔洞率(磚面上孔洞總面積占磚面積的百分率)小于15%的磚；而孔洞率等于或大于15%的磚稱為空心磚，其中孔的尺寸小而數量多的磚又稱為多孔磚。任務二砌墻磚砌墻磚按照生產工藝分為燒結磚和非燒結磚。燒結磚是經焙燒而制成的，常結合主要原料命名，如燒結頁巖磚、燒結煤矸石磚等；非燒結磚是通過非燒結工藝而制成的，如碳化磚、蒸養磚等。

砌墻磚按材質分，有黏土磚、頁巖磚、煤矸石磚、粉煤灰磚、灰砂磚、混凝土磚等。6.2.2燒結普通磚

燒結普通磚是指以黏土、頁巖、煤矸石或粉煤灰等為主要原料，經成型、焙燒而成的實心或孔洞率不大于15%的磚。燒結普通磚為矩形體，標準尺寸是240mm×115mm×53mm。根據所用原料不同，可分為燒結黏土磚(N)、燒結頁巖磚(Y)、燒結煤矸石磚(M)、燒結粉煤灰磚(F)。

燒結普通磚的生產工藝過程為：原料→配料調制→制坯→干燥→焙燒→成品。

焙燒是制磚的關鍵過程，焙燒時火候要適當、均勻，以免出現欠火磚或過火磚。欠火磚色淺、斷面包心(黑心或白心)、敲擊聲啞、孔隙率大、強度低、耐久性差。因此，國標規定欠火磚為不合格品。過火磚色較深、敲擊聲胎、較密實、強度高、耐久性好，但容易出現變形磚(酥磚或螺紋磚)，變形磚也為不合格品。

在燒磚時，若使窯內氧氣充足，使之在氧化氣氛中焙燒，則土中的鐵元素被氧化成高價的鐵，燒得紅磚。若在焙燒的最后階段使窯內缺氧，則窯內燃燒氣氛呈還原氣氛，磚中的高價氧化鐵(三氧化二鐵)被還原為青灰色的低價氧化鐵(氧化鐵)，即燒得青磚。青磚比紅磚結實、耐久，但價格較紅磚高。

1.燒結普通磚的技術性能指標

根據國家標準《燒結普通磚》(GB5101—2003)的規定，燒結普通磚的技術要求包括尺寸偏差、外觀質量、強度等級、抗風化性、泛霜和石灰爆裂等。強度、抗風化性能及放射性物質合格的磚，根據尺寸偏差、外觀質量、泛霜和石灰爆裂等情況分為優等品(A)、一等品(B)、合格品(C)三個質量等級。燒結普通磚優等品用于清水墻的砌筑，一等品、合格品可用于混水墻的砌筑。中等泛霜的磚不能用于潮濕部位。

1)尺寸偏差

燒結普通磚為矩形塊體材料，其標準尺寸為240mm

×

115mm

×

53mm。在砌筑時加上砌筑灰縫寬度10mm，則1m3磚砌體需用512塊磚。每塊磚的240mm

×

115mm的面稱為大面，240mm

×

53mm的面稱為條面，115mm

×

53mm的面稱為頂面。具體參見圖6-1。

圖6-1磚的尺寸及各平面名稱

(a)尺寸圖；(b)實物圖為保證砌筑質量，要求燒結普通磚的尺寸偏差必須符合國家標準(GB5101—2003)的規定，見表6-1。

表6-1燒結普通磚尺寸允許偏差mm2)外觀質量

磚的外觀質量包括兩條面高度差、彎曲、雜質凸出高度、缺棱掉角、裂紋、完整面等項內容，各項內容均應符合表6-2的規定。優等品的顏色應基本一致。

表6-2燒結普通磚的外觀質量

mm3)強度等級

燒結普通磚按抗壓強度分為MU30、MU25、MU20、MU15、MU10五個強度等級。測定強度時，試樣數量為10塊，試驗后計算10塊磚的抗壓強度平均值，并分別按下列公式計算強度標準差、變異系數和強度標準值：

(6-1)

(6-2)

(6-3)

(6-1)

式中：S為10塊磚試樣的抗壓強度標準差(Mpa)；δ為強度變異系數；為10塊磚試樣的抗壓強度平均值(MPa)；

fi為單塊磚試樣的抗壓強度測定值(MPa)；fk為抗壓強度標準值(MPa)。

各強度等級磚的強度值應符合表6-3的規定。

表6-3燒結普通磚強度等級

MPa4)泛霜

泛霜也稱起霜，是磚在使用過程中的鹽析現象。磚內過量的可溶鹽受潮吸水而溶解，隨水分蒸發而沉積在磚的表面，形成白色粉末附著物，常在磚表面形成絮團狀斑點，從而使磚表面結構疏松，導致磚的強度降低，影響建筑物的美觀。泛霜還會導致磚面與砂漿抹面層剝離。標準規定：優等品無泛霜，一等品不允許出現中等泛霜，合格品不允許出現嚴重泛霜。

5)石灰爆裂

當生產黏土磚的原料中含有石灰石時，則焙燒時，石灰石會煅燒成生石灰留在磚內，這時的生石灰為過火生石灰，磚吸水后生石灰消解產生體積膨脹，導致磚發生膨裂破壞，這種現象稱為石灰爆裂。石灰爆裂嚴重影響燒結磚的質量，并降低砌體強度。國家標準《燒結普通磚》(GB5101—2003)規定：優等品磚不允許出現最大破壞尺寸大于2mm的爆裂區域，一等品磚不允許出現最大破壞尺寸大于10mm的爆裂區域，合格品磚不允許出現最大破壞尺寸大于15mm的爆裂區域。

6)抗風化性能

燒結普通磚的抗風化性是指能抵抗干濕變形、凍融變化等氣候作用的性能。它是燒結普通磚的重要耐久性之一。對磚的抗風化性要求應根據各地區的風化程度而定。

燒結普通磚的抗風化性通常以其抗凍性、吸水率及飽和系數等指標判別。飽和系數是指磚在常溫下浸水24h后的吸水率與5h的煮沸吸水率之比。部分屬于嚴重風化區的磚必須進行凍融試驗，某些地區的磚的抗風化性能符合規定時可不做凍融試驗。各種常用磚的抗風化性能見表6-4。

表6-4抗

風

化

性

能2.燒結普通磚的特點及應用

燒結普通磚是傳統的墻體材料，燒結普通磚具有較高的強度，又因多孔結構而具有良好的絕熱性、透氣性和穩定性，還具有較好的耐久性及隔熱、保溫等性能，加上其原料廣泛、工藝簡單，是應用歷史最長、范圍最廣的砌體材料。燒結普通磚廣泛應用于砌筑建筑物的墻體、柱、拱、煙囪、溝道及基礎等。

由于燒結黏土磚主要以毀田取土燒制，加上其自重大、施工效率低及抗震性能差等缺點，已不能適應建筑發展的需要。建設部已出臺禁止使用燒結黏土磚的相關規定。隨著墻體材料的發展和推廣，燒結黏土磚必將被其他墻體材料所取代。

[工程實例分析6-1]

燒結普通磚的鹽析現象

現象圖6-2和圖6-3所示分別為海南某地燒結黏土磚墻和花崗巖石墻。幾年后，燒結黏土磚墻出現明顯腐蝕，而花崗巖石墻無此現象。請分析原因。

原因分析海南等沿海地區氣候潮濕，空氣中含較多鹽、堿等腐蝕介質，因此部分含可溶性鹽較高的燒結黏土磚出現鹽析，并導致磚的使用壽命縮短，而且結晶膨脹還會引起磚的表層酥松，甚至剝落。而花崗巖表觀密度大、內部結構致密、孔隙率小、吸水率低、耐鹽堿腐蝕能力強、耐久性好。

圖6-2普通磚表面的白霜

圖6-3花崗巖石墻

思考實際工程中采取哪些措施可以減少這種現象的發生？

[工程實例分析6-2]

某磚混結構浸水后倒塌

現象南方某縣城于1998年8月7號至10日遭受洪災，某住宅樓底部車庫進水，12日上午倒塌，墻體破壞后部分呈粉末狀，該樓為五層半磚砌體承重結構。在殘存北縱墻基礎上隨機抽取20塊磚進行試驗。自然狀態下實測其抗壓強度平均值為5.85MPa，低于設計要求的MU10磚抗壓強度。從磚廠成品堆中隨機抽取了磚測試，抗壓強度十分離散，高的達21.8MPa，低的僅5.1MPa。請對其砌體材料進行分析討論。

原因分析磚的質量差。設計要求使用MU10磚，而在施工時使用的磚大部分為MU7.5，現場檢測結果磚的強度低于MU7.5。該磚廠土質不好，磚勻質性差；磚的軟化系數小，且被積水浸泡過，強度大幅度下降，故部分磚破壞后呈粉末狀；砌筑砂漿強度低，黏結力差。故浸水后房屋倒塌。6.2.3燒結多孔磚和燒結空心磚

燒結普通磚具有自重大、體積小、生產能耗高、施工效率低等缺點，用燒結多孔磚和燒結空心磚代替燒結普通磚，可使建筑物自重減輕30%左右，節約原料20%～30%，節省燃料10%～20%，且燒成率高，造價降低20%，施工效率提高40%，并能改善磚的絕熱和隔聲性能。一些較發達國家多孔磚占磚總產量的70%～90%。所以，推廣使用多孔磚和空心磚是加快我國墻體材料改革，促進墻體材料工業技術進步的重要措施之一。燒結多孔磚和燒結空心磚的生產工藝與燒結普通磚相同，但由于坯體有孔洞，增加了成型的難度，對原料的可塑性要求更高。

1.燒結多孔磚

燒結多孔磚是以黏土、頁巖或煤矸石為主要原料燒制的主要用于結構承重的多孔磚，其主要技術要求如下：

1)規格要求

燒結多孔磚有190mm×190mm×90mm(M型)和240mm×115mm×90mm(P型)兩種規格，見圖6-4。多孔磚大面有孔，孔多而小，孔洞率在l5%以上，其孔洞尺寸為：圓孔直徑小于22mm，非圓孔內切圓直徑小于15mm，手抓孔為(30～40)mm×(75～85)mm。

圖6-4燒結多孔磚(單位：mm)

(a)

M型；(b)

P型；(c)實物圖(c)

2)強度等級

根據磚的抗壓強度將燒結多孔磚分為MU30、MU25、MU20、MU15、MU10五個強度等級，各強度等級的強度值應符合國家標準的規定(見表6-5)。表6-5燒結多孔磚強度等級(GB13544－2000)MPa3)其他技術要求

除了上述技術要求外，燒結多孔磚的技術要求還包括凍融、泛霜、石灰爆裂、抗風化性能等。各質量等級的燒結多孔磚的泛霜、石灰爆裂性能要求與燒結普通磚相同。

根據尺寸偏差、外觀質量、孔型及孔洞排列、泛霜、石灰爆裂等狀況，將強度和抗風化性能合格的磚，分為優等品(A)、一等品(B)和合格品(C)三個質量等級。

4)應用

燒結多孔磚強度較高，主要用于多層建筑物的承重墻體和高層框架建筑的填充墻和分隔墻。

2.燒結空心磚

燒結空心磚是以黏土、頁巖或粉煤灰為主要原料燒制成的主要用于非承重部位的空心磚，燒結空心磚自重較輕，強度較低，多用作非承重墻，如多層建筑內隔墻或框架結構的填充墻等。燒結空心磚的主要技術要求如下：

1)規格要求

燒結空心磚的外形為直角六面體，有290mm×190mm×90mm和240mm×180mm×115mm兩種規格。磚的壁厚應大于10mm，肋厚應大于7mm。空心磚頂面有孔，孔大而少，孔洞為矩形條孔或其他孔形，孔洞平行于大面和條面，孔洞率一般在35%以上。空心磚形狀見圖6-5。

圖6-5燒結空心磚外形

(a)尺寸圖；(b)截面圖；(c)實物圖

2)強度等級

根據空心磚大面的抗壓強度，將燒結空心磚分為MU10.0、MU7.5、MU5.0、MU3.5、MU2.5五個強度等級，各產品等級的強度應符合國家標準的規定(見表6-6)。

表6-6燒結空心磚強度等級(GB13545－2003)3)密度等級

按磚的體積密度不同，把空心磚分成800、900、1000和1100四個密度等級。

4)其他技術要求

除了上述技術要求外，燒結空心磚的技術要求還包括凍融、泛霜、石灰爆裂、吸水率等。產品的外觀質量、物理性能均應符合標準規定。各質量等級的燒結空心磚的泛霜、石灰爆裂性能要求與燒結普通磚相同。

強度、密度、抗風化性能和放射性物質合格的磚和砌塊，根據尺寸偏差、外觀質量、孔洞排列及其物理性能(結構、泛霜、石灰爆裂、吸水率)可分為優等品(A)、一等品(B)和合格品(C)三個質量等級。6.2.4蒸壓(養)磚

非燒結磚是不經過焙燒而制成的磚，如碳化磚、免燒免蒸磚、蒸壓磚等。目前應用最為廣泛的是蒸壓磚。

蒸壓磚屬硅酸鹽制品，是以石灰和含硅材料(砂子、粉煤灰、煤矸石、爐渣和頁巖等)加水拌和、成型、蒸養或蒸壓而制成的。目前常使用的主要有粉煤灰磚、灰砂磚和煤渣磚，其規格尺寸與燒結普通磚相同。

1.蒸壓粉煤灰磚

粉煤灰磚是以粉煤灰和石灰為主要原料，加水混合拌成坯料，經陳化、輪碾、加壓成型，再經常壓或高壓蒸汽養護而制成的一種墻體材料。粉煤灰磚根據抗壓強度和抗折強度分為MU20、MU15、MU10、MU7.5四個強度等級，按尺寸偏差、外觀質量、強度和干燥收縮率分為優等品(A)、一等品(B)和合格品(C)。在易受凍融和干濕交替作用的建筑部位必須使用一等磚。

粉煤灰磚出窯后，應存放一段時間后再用，以減少相對伸縮量。當粉煤灰磚用于易受凍融作用的建筑部位時，要進行抗凍性檢驗，并采取適當措施，以提高建筑耐久性；用于砌筑建筑物時，應適當增設圈梁及伸縮縫或采取其他措施，以避免或減少收縮裂縫的產生；在長期高溫作用下，灰砂磚中的氫氧化鈣和水化硅酸鈣會脫水，石英會分解，故不宜用于長期受熱高于200℃的地方；受急冷急熱或有酸性介質侵蝕的地方也應避免使用。

2.蒸壓灰砂磚

灰砂磚是用石灰和天然砂為主要原料，經混合攪拌、陳化、輪碾、加壓成型、蒸壓養護而制得的墻體材料，按抗壓強度和抗折強度分為MU25、MU20、MU15、MU10四個強度等級。根據尺寸偏差、外觀質量、強度及抗凍性分為優等品(A)、一等品(B)和合格品(C)三個等級。

灰砂磚表面光滑平整，使用時應注意提高磚與砂漿之間的黏結力；其耐水性良好，但抗流水沖刷的能力較弱，可長期在潮濕、不受沖刷的環境使用；MU15級以上的磚可用于基礎及其他建筑部位，MU10級磚只可用于防潮層以上的建筑部位；另外，不得使用于長期受高于200℃溫度作用、急冷急熱和酸性介質侵蝕的建筑部位。

3.煤渣磚

煤渣磚是以煤渣為主要原料，加入適量石灰、石膏等材料，經混合、壓制成型、蒸汽或蒸壓養護而制成的實心磚，顏色呈黑灰色。

根據《煤渣磚》的規定，煤渣磚的公稱尺寸為240mm×115mm×53mm，按其抗壓強度和抗折強度分為MU25、MU20、MU15、MU10四個強度級別，各級別的強度指標應滿足煤渣磚的強度指標(JC/T525—2007)的規定。

煤渣磚可用于一般工業與農用建筑的墻體和基礎。但應注意：用于基礎或易受凍融和干濕交替作用的建筑部位必須使用MU15及以上的磚；不得用于長期受200℃以上或受急冷急熱或有侵蝕性介質侵蝕的建筑部位。

[工程實例分析6-3]

灰砂磚墻體裂縫

現象大慶某石油基地庫房砌筑采用蒸壓灰砂磚，由于工期緊，灰砂磚亦緊俏，出廠4d的灰砂磚即砌筑。8月完工，后發現墻體有較多垂直裂縫，至11月底裂縫基本固定。

原因分析首先是磚出廠到上墻時間太短，灰砂磚出釜后含水量隨時間而減少，20多天后才基本穩定。出釜時間太短必然導致灰砂磚干縮大。其次受氣溫影響。砌筑時氣溫很高，而幾個月后氣溫明顯下降，溫差導致變形。最后是因為該灰砂磚表面光滑，砂漿與磚的黏結程度低。還需要說明的是，灰砂磚砌體的抗剪強度普遍低于普通黏土磚。

砌塊是用于砌筑的、形體大于砌墻磚的人造塊材，一般為直角六面體，按產品主規格的尺寸可分為大型砌塊(高度大于980mm)、中型砌塊(高度為380mm～980mm)和小型砌塊(高度大于115mm、小于380mm)。砌塊高度一般不大于長度或寬度的6倍，長度不超過高度的3倍。根據需要也可生產各種異形砌塊。任務三建筑砌塊砌塊的分類方法很多，若按用途可分承重砌塊和非承重砌塊；按有無孔洞可分為實心砌塊(無孔洞或空心串小于25%)和空心砌塊(空心率＞25%)；按材質又可分為硅酸鹽砌塊、輕骨料混凝土砌塊、混凝土砌塊等。其中以混凝土空心小型砌塊產量最大，應用最廣。

砌塊是一種新型墻體材料，可以充分利用地方資源和工業廢料，并可節省黏土資源和改善環境。由于砌塊的制作原料可以使用爐渣、粉煤灰、煤矸石等工業廢渣，可以節省大量的土地資源和能源，具有生產工藝簡單，原料來源廣，適應性強，制作及使用方便靈活，還可改善墻體功能等特點，是代替黏土磚的理想砌筑材料，因而成為我國建筑改革墻體材料的一個重要的途徑，因此發展較快。

砌塊建筑是墻體技術改革的一條有效途徑，其特點如下：

(1)具備磚的優點，砌筑輕便靈活，適應性強，可通過插筋、鋪設鋼筋網片、設置圈梁等措施滿足抗震要求。

(2)砌塊生產工藝簡單，建廠投資少，易實現機械化生產，原料來源廣。

(3)砌塊施工效率高。小型空心砌塊可直接用人工砌筑，一個工人每工日可砌100塊(相當于1000塊標準磚)；中型砌塊采用小型機具即可施工，提高機械化程度。6.3.1蒸壓加氣混凝土砌塊

蒸壓加氣混凝土砌塊是以鈣質材料(水泥、石灰等)、硅質材料(砂、礦渣、粉煤灰等)以及加氣劑(鋁粉等)，經配料、攪拌、澆注、發氣、切割和蒸壓養護而成的多孔輕質塊體材料。

1.主要技術性質

1)尺寸規格

砌塊的尺寸規格一般有A、B兩個系列，見表6-7。

表6-7砌塊的尺寸規格2)砌塊的強度等級與密度等級

根據國家標準(GB/T11968—2006)，砌塊按抗壓強度分為A1.0、A2.0、A2.5、A3.5、A5.0、A7.5、A10七個強度等級，見表6-8。按干體積密度分為B03、B04、B05、B06、B07、B08六個級別，見表6-9。按外觀質量、尺寸偏差、體積密度、抗壓強度分為優等品(A)、合格品(B)兩個等級。

表6-8加氣混凝土砌塊的強度等級表6-9蒸壓加氣混凝土砌塊的表觀密度指標2.應用

加氣混凝土砌塊質量輕，具有保溫、隔熱、隔音性能好，抗震性強，熱導率低，傳熱速度慢，耐火性好，易于加工，施工方便等特點，是應用較多的輕質墻體材料之一，適用于低層建筑的承重墻、多層建筑的間隔墻和高層框架結構的填充墻，作為保溫隔熱材料也可用于復合墻板和屋面結構中。在無可靠的防護措施時，該類砌塊不得用于水中、高濕度、有堿化學物質侵蝕等環境中，也不得用于建筑物的基礎和溫度長期高于80℃的建筑部位。6.3.2混凝土空心砌塊

混凝土空心砌塊主要是以普通混凝土拌和物為原料，經成型、養護而成的空心塊體墻材，有承重砌塊和非承重砌塊兩類。為減輕自重，非承重砌塊可用爐渣或其他輕質骨料配制。常用混凝土砌塊外形見圖6-6。

圖6-6幾種混凝土空心砌塊外形示意圖

1.混凝土小型空心砌塊

1)尺寸規格

混凝土小型空心砌塊主規格尺寸為390mm×190mm×190mm，一般為單排孔，也有雙排孔，其空心率為25%～50%。其他規格尺寸可由供需雙方協商。

2)強度等級

混凝土小型空心砌塊按砌塊抗壓強度分為MU3.5、MU5.0、MU7.5、MU10.0、MU15.0、MU20.0六個強度等級，具體指標見表6-10。

表6-10混凝土小型空心砌塊的抗壓強度(GB8239—1997)3)應用

該類小型砌塊適用于地震設計烈度為8級及8級以下地區的一般民用與工業建筑物的墻體，其出廠時的相對含水率必須滿足標準要求；在施工現場堆放時，必須采取防雨措施；砌筑前不允許澆水預濕。

2.輕集料混凝土小型空心砌塊

輕集料混凝土小型空心砌塊是以陶粒、膨脹珍珠巖、浮石、火山渣、煤渣、自燃煤矸石等各種輕粗細集料和水泥按一定比例配制，經攪拌、成型、養護而成的空心率大于25%、體積密度小于1400kg/m3的輕質混凝土小砌塊。

該砌塊的主規格為390mm×190mm×190mm，其他規格尺寸可由供需雙方協商，強度等級為MU1.5、MU2.5、MU3.5、MU5.0、MU7.5、MU10.0，其各項性能指標應符合國家標準的要求。

輕集料混凝土小型空心砌塊是一種輕質高強、能取代普通黏土磚的很有發展前景的一種墻體材料，它不僅可用于承重墻，還可用于既承重又保溫或專門保溫的墻體，更適合于高層建筑的填充墻和內隔墻。

[工程實例分析6-4]

蒸壓加氣混凝土砌塊砌體裂縫

現象某工程用蒸壓加氣混凝土砌塊砌筑外墻，該蒸壓加氣混凝土砌塊出釜一周后即砌筑，工程完工一個月后，墻體出現裂紋。

原因分析該外墻屬于框架結構的非承重墻，所用的蒸壓加氣混凝土砌塊出釜僅一周，其收縮率仍較大，在砌筑完工干燥過程中繼續產生收縮，墻體在沿著砌塊與砌塊交接處就會產生裂縫。

[工程實例分析6-5]

黏土磚和加氣混凝土砌塊吸水后的比較

現象將黏土磚與加氣混凝土砌塊分別在水中浸泡2分鐘后，再分別敲開，如圖6-7和圖6-8所示，觀察新斷面中孔的大小、形狀分布及水滲透的程度，請分析其吸水率不同的原因。

圖6-7黏土磚吸水

圖6-8加氣混凝土砌塊吸水

原因分析由新斷面可見，水已滲入實心黏土磚內部，而僅滲透入加氣混凝土砌塊表面。之所以有這樣的差異，是其孔結構不同造成的。加氣混凝土砌塊為多孔結構，其孔是封閉的、不連通的小孔，故水難以滲透其內部。實心黏土磚雖也是多孔結構，但其孔徑大，且有大量連通孔存在。封閉不連通的小孔可以有效地阻止水的滲透；孔徑大且存在連通孔則為水的滲透提供了條件。

思考為什么混凝土摻入引氣劑能改善混凝土的抗滲性?

以板材為圍護墻體的建筑體系具有質輕、節能、施工方便、使用面積大、開間布置靈活等特點，因此墻用板材具有良好的發展前景。墻用板材常見的品種有水泥類墻用板材、植物纖維類板材、石膏類墻用板材、復合墻板等。任務四墻用板材6.4.1水泥類墻用板材

水泥類的墻用板材具有較好的力學性能和耐久性，生產技術成熟，產品質量可靠，可用于承重墻、外墻和復合墻板的外層面，其主要缺點是體積密度大、抗拉強度低(大板在起吊過程中易受損)。生產中可制作預應力空心板材以減輕自重和改善隔音隔熱性能，也可制作以纖維等增強的薄型板材，還可在水泥類板材上制作成具有裝飾效果的表面層(如花紋線條裝飾、露骨料裝飾、著色裝飾等)。

1.輕集料混凝土配筋板

輕集料混凝土配筋板可用于非承重外墻板、內墻板、樓板、屋面板和陽臺板等。

2.玻璃纖維增強低堿度水泥輕質板(GRC板)

GRC板是以低堿水泥為膠結料，耐堿玻璃纖維或其網格布為增強材料，膨脹珍珠巖為骨料(也可用爐渣、粉煤灰等)，并配以發泡劑和防水劑等，經配料、攪拌、澆注、振動成型、脫水、養護而成的，可用于工業和民用建筑的內隔墻及復合墻體的外墻面。

3.纖維增強低堿度水泥建筑平板

纖維增強低堿度水泥建筑平板是以低堿水泥、耐堿玻璃纖維為主要原料，加水混合成漿，經制漿、抄取、制坯、壓制、蒸養而成的簿型平板，其中，摻入石棉纖維的稱為TK板，不摻的稱為NTK板。它的質量輕、強度高、防潮、防火、不易變形，可加工性(鋸、鉆、釘及表面裝飾等)好，適用于各類建筑物的復合外墻和內隔墻，特別是高層建筑有防火、防潮要求的隔墻。

4.水泥木絲板

水泥木絲板是以木材下腳料經機械刨切成均勻木絲，加入水泥、水玻璃等經成型、冷壓、養護、干燥而成的薄型建筑平板。它具有自重輕、強度高、防火、防水、防蛀、保溫、隔音等性能，可進行鋸、鉆、釘、裝飾等加工，主要用于建筑物的內外墻板、天花板、壁櫥板等。

5.水泥刨花板

水泥刨花板以水泥和木板加工的下腳料——刨花為主要原料，加入適量水和化學助劑，經攪拌、成型、加壓、養護而成，其性能和用途同水泥木絲板。6.4.2石膏類墻用板材

石膏制品有許多優點，石膏類板材在輕質墻體材料中占有很大比例，主要有紙面石膏板、石膏纖維板、石膏空心板和石膏刨花板等。

1.紙面石膏板

紙面石膏板材是以石膏芯材與牢固結合在一起的護面紙組成的，分普通型、耐水型和耐火型三種。由建筑石膏及適量纖維類增強材料和外加劑為芯材，與具有一定強度的護面紙組成的石膏板為普通紙面石膏板；若在芯材配料中加入防水、防潮外加劑，并用耐水護面紙，即可制成耐水紙面石膏板；若在配料中加入無機耐火纖維和阻燃劑等，即可制成耐火紙面石膏板。

紙面石膏板常用的規格如下：

長度：1800mm、2100mm、2400mm、2700mm、3000mm、3300mm、3600mm。

寬度：900mm和1200mm。

厚度：普通紙面石膏板為9mm、12mm、15mm和18mm；

耐水紙面石膏板為9mm、12mm和15mm；

耐火紙面石膏板為9mm、12mm、15mm、18mm、21mm和25mm。

紙面石膏板的體積密度為800kg/m3～950kg/m3，導熱系數約為0.20W/(m·K)，隔聲系數為35dB～50dB，抗折荷載為400N～800N，表面平整、尺寸穩定。它具有自重輕、隔熱、隔聲、防火、抗震，可調節室內濕度，加工性好，施工簡便等優點，但其用紙量較大、成本較高。

普通紙面石膏板可作室內隔墻板、復合外墻板的內壁板、天花板等。耐水型板可用于相對濕度較大(≥75%)的環境，如廁所、盥洗室等。耐火型紙面石膏板主要用于對防火要求較高的房屋建筑中。

2.石膏纖維板

石膏纖維板材是以纖維增強石膏為基材的無面紙石膏板材，常用無機纖維或有機纖維為增強材料，與建筑石膏、緩凝劑等經打漿、鋪裝、脫水、成型、烘干而制成。它可節省護面紙，具有質輕、高強、耐火、隔聲、韌性高的性能，可加工性好，其尺寸規格和用途與紙面石膏板相同。

3.石膏空心板

石膏空心板的外形與生產方式類似于水泥混凝土空心板。它是以熟石膏為膠凝材料，適量加入各種輕質集料(如膨脹珍珠巖、膨脹蛭石等)和改性材料(如礦渣、粉煤灰、石灰、外加劑等)，經攪拌、振動成型、抽芯模、干燥而成的，其長度為2500mm～3000mm，寬度為500mm～600mm，厚度為60mm～90mm。該板生產時不用紙和膠，安裝墻體時不用龍骨，設備簡單，較易投產。

石膏空心板的體積密度為600kg/m3～900kg/m3，抗折強度為2MPa～3MPa，導熱系數約為0.22W/(m·K)，隔聲指數大于30dB，具有質輕，比強度高，隔熱、隔聲、防火、可加工性好等優點，且安裝方便。石膏空心板適用于各類建筑的非承重內隔墻，但若用于相對濕度大于75%的環境中，則板材表面應作防水等相應處理。

4.石膏刨花板

石膏刨花板材是以熟石膏為膠凝材料，木質刨花為增強材料，添加所需的輔助材料，經配合、攪拌、鋪裝、壓制而成的。它具有上述石膏板材的優點，適用于非承重內隔墻和作裝飾板材的基材板。6.4.3復合墻用板材

以單一材料制成的板材，常因材料本身的局限性而使其應用受到限制。如質量較輕、隔熱、隔聲效果較好的石膏板、加氣混凝土板等因其耐水性差或強度較低所限，通常只能用于非承重的內隔墻。而水泥混凝土類板材雖有足夠的強度和耐久性，但其自重大，隔聲保溫性能較差。為克服上述缺點，常用不同材料組合成多功能的復合墻體以滿足需要。

常用的復合墻板主要由承受(或傳遞)外力的結構層(多為普通混凝土或金屬板)和保溫層(礦棉、泡沫塑料、加氣混凝上等)及面層(各類具有可裝飾性的輕質薄板)組成，其優點是承重材料和輕質保溫材料的功能都得到合理利用，實現物盡其用，開拓材料來源。復合墻體構造見圖6-9。

圖6-9幾種復合墻體構造

(a)拼裝復合墻；(b)混凝土夾心板；(c)泰柏板

1.混凝土夾心板

混凝土夾心板以20mm～30mm厚的鋼筋混凝土作內外表面層，中間填以礦渣氈或巖棉氈、泡沫混凝土等保溫材料，夾層厚度視熱工計算而定，內外兩層面板以鋼筋件連接，用于內外墻。

2.泰柏板

泰柏板是以鋼絲焊接成的三維鋼絲網骨架與高熱阻自熄性聚苯乙烯泡沫塑料組成的芯材板，兩面噴(抹)涂水泥砂漿而成的。

泰柏板的標準尺寸為1220mm×2440mm，標準厚度為100mm。由于所用鋼絲網骨架構造及夾芯層材料、厚度的差別等，該類板材有多種名稱，如GY板(夾芯為巖棉氈)、三維板、3D板、鋼絲網節能板等，但它們的性能和基本結構均相似。

該類板輕質高強、隔熱隔聲、防火防潮、防震、耐久性好、易加工、施工方便，適用于自承重外墻、內隔墻、屋面板、3m跨距內的樓板等。

[工程實例分析6-6]

某磚混結構住宅頂層墻體出現正八字裂縫

現象南方某縣城一個四層磚混結構的平屋面住宅(如圖6-10所示)在竣工兩年后，在頂層墻體出現正八字裂縫，請分析原因。

原因分析由于平屋面和墻體所受高溫和太陽輻射不同，溫度差異大，如有的地區夏季屋面上表面最高溫度可達60℃，而頂層內墻體的平均最高溫度僅為30℃左右。其他各層樓板和墻體的溫度逐層降低。為此，建筑物的變形出現明顯差異，其中頂層蓋頂板與墻體的變形差異最大，頂板對墻體產生水平推力，導致墻體開裂，形成八字裂縫。需要說明的是，在屋面上設通風隔熱層，可大大減少頂板與墻體溫差，對防止墻體開裂有利。屋面板表面的保溫防水材料宜用淺色材料，減少吸收輻射熱。

圖6-10

6.5.1概述

石材是具有一定的物理、化學性能，可用作建筑材料的巖石。天然石材資源豐富，使用歷史悠久，是古老的建筑材料之一。世界上許多的古建筑都是由天然石材建造而成的，如埃及的金字塔、意大利著名的比薩斜塔。我國對天然石材的使用也有悠久的歷史和豐富的經驗，如河北的趙州橋、北京人民英雄紀念碑等。任務五建筑石材由于天然石材具有抗壓強度高，耐久性和耐磨性好，資源分布廣，便于就地取材等優點而被廣泛接觸。但天然石材也具有性質較脆、抗拉強度低、表觀密度大、硬度高等特點，因此開采和加工都比較困難。

建筑石材有天然石材和人造石材兩大類。由天然巖石開采的、經過或不經過加工而制得的材料，稱為天然石材。用無機或有機膠結料、礦物質原料及各種外加劑配制而成的稱為人造石材，如人造大理石、人造花崗石等。天然石材的特點是成本低、氣孔小、強度大、加工困難。人造石材可加工成任意形狀，并可控制其性能。6.5.2天然巖石的分類

天然巖石是由各種不同地質作用所形成的天然固態礦物組成的集合體。礦物是在地殼中受各種不同的地質作用，所形成的具有一定的化學組成和物理性質的單質或化合物。根據巖石的成因，按地質分類法，天然巖石可分為巖漿巖、沉積巖和變質巖。

1.巖漿巖

巖漿巖又稱做火成巖，是由地殼內的巖漿在地下或噴出地面后冷凝而成的巖石，根據巖漿冷卻程度不同又分為深層巖、噴出巖、火山巖。

深層巖是地殼深處的巖漿，在其上部覆蓋壓力的作用下經緩慢冷凝而形成的巖石。它的結構致密，結晶完整，具有抗壓強度高、吸水率小、抗凍性和耐久性好等特點。深層巖有花崗巖、正長巖、閃長巖、輝長巖等。噴出巖是巖漿噴出地表后，在壓力驟減和迅速冷卻的條件下形成的巖石，其特點是結晶不完全，多呈細小結晶或玻璃質結構，巖漿中所含氣體在壓力驟減時會在巖石中形成多孔構造。建筑中用到的噴出巖有玄武巖、輝綠巖、安山巖等。

火山巖是火山爆發時巖漿被噴到空中，在壓力驟減和急速冷卻條件下形成的多孔散粒狀巖石。有多孔玻璃質結構且表觀密度小的散粒狀火山巖，如火山灰、火山渣、浮石等。

2.沉積巖

沉積巖也稱水成巖，是各種巖石經風化、搬運、沉積和再造作用而形成的巖石。沉積巖呈層狀構造，孔隙率和吸水率較大，強度和耐久性較巖漿巖低。沉積巖按照生成條件又分為機械沉積巖、生物沉積巖和化學沉積巖三種。

機械沉積巖是風化破碎后的巖石又經風、雨、河流及冰川等搬運、沉積、重新壓實或膠結而成的巖石，主要有砂巖、礫巖和頁巖等，其中常用的是砂巖。

生物沉積巖是由各種有機體死亡后的殘骸沉積而成的巖石，如硅藻土等。

化學沉積巖是由溶解于水中的礦物經聚積、反應、結晶、沉積而成的巖石，如石膏、白云石、菱鎂礦等。

3.變質巖

變質巖是地殼中原有的各種巖石，在地層的壓力和溫度的作用下，在固體狀態下發生再結晶的作用，而使其礦物成分、結構構造以至化學成分部分或全部改變而形成的新巖石。根據原巖石的種類不同，可分為正變質巖和副變質巖。

正變質巖由巖漿巖變質而成，性能一般較原巖漿巖差，如片麻巖。

副變質巖由沉積巖變質而成，性能一般較原沉積巖好，如大理巖、石英巖等。大理巖結構致密，表觀密度大，硬度不大，純的為雪白色，磨光后美觀。石英巖呈晶體結構，致密，強度大，耐久性好，但硬度大，加工困難。6.5.3石材的技術性質

1.表觀密度

石料表觀密度的大小常間接反映出石材的致密程度及孔隙多少。表觀密度大于1800kg/m3的石材稱為重質石材，主要用作建筑物的基礎、地面、路面、橋梁、擋土墻及水工構筑物等；表觀密度小于或等于1800kg/m3的石材稱為輕質石材，主要用作墻體材料等。

2.吸水性

天然石材的吸水率一般較小，但由于形成條件、密實程度等情況的不同，石材的吸水率波動也較大。吸水率低于1.5%的巖石稱為低吸水性巖石。吸水率介于1.5%～3%的巖石稱為中吸水性巖石。吸水率高于3.0%的巖石稱為高吸水性巖石。

石材的吸水性對其強度與耐水性有很大影響。石材吸水后，會降低顆粒之間的黏結力，從而使強度降低。有些巖石還容易被水溶蝕，其耐水性也較差。

3.耐水性

當石材中含有黏土或易溶于水的物質時，在吸水飽和情況下，強度會明顯下降。石材的耐水性以軟化系數表示。軟化系數大于或等于0.9的為高耐水性石材，軟化系數為0.7～0.9的屬中耐水性石材，軟化系數為0.60～0.70的屬低耐水性石材。一般軟化系數小于0.8的石材不允許用于重要建筑。

4.抗凍性

石材的抗凍性是用凍融循環次數表示的。石材在吸水飽和狀態下，經反復凍融循環，若無貫穿裂縫，且質量損失不超過5%，強度損失不超過25%，則認為其抗凍性合格，其允許的凍融循環次數就是抗凍等級。石材的抗凍能力主要與其吸水性、礦物組成及凍結情況等有關。通常，吸水率越低，抗凍性越好。

5.耐熱性

石材的耐熱性主要取決于石材的化學成分和礦物組成。含有石膏的石材，溫度超過100℃時結構開始破壞；含有碳酸鎂的石材，溫度高于625℃時結構會發生破壞；含有碳酸鈣的石材，溫度達到827℃時結構才開始破壞；而由石英組成的石材，如花崗巖等，當溫度超過700℃時，由于石英受熱膨脹，強度會迅速下降。

6.抗壓強度

巖石是典型的脆性材料，它的抗壓強度很大，但抗拉強度很小，這是巖石區別于鋼材和木材的主要特征之一。石材的抗壓強度主要取決于礦石的礦物組成、結構與構造特征、膠結物質的種類與均勻性等。用于砌體結構的石材的抗壓強度采用邊長為70mm的立方體試件進行測試，并以三個試件破壞強度的平均值表示。根據抗壓強度的大小，石材共分九個強度等級：MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20、MU15、MU10。

7.硬度

石材的硬度主要與其組成礦物的硬度和構造有關，其硬度多以摩氏硬度或肖氏硬度表示。抗壓強度越高，其硬度越高；硬度越高，其耐磨性和抗刻劃性越好，但其表面加工更困難。

8.耐磨性

石材的耐磨性與其組成礦物的硬度、結構構造、石材的抗壓強度等因素有關。石材的組成礦物越堅硬、結構越致密、抗壓強度越高，其耐磨性越好。石材的耐磨性用單位面積磨耗量來表示。對于可能遭受磨損作用的場所，如地面、路面等，應采用高耐磨性的石材。6.5.4石材的工藝性質

石材的工藝性質，主要指其開采和加工過程的難易程度及可能性，包括加工性、磨光性與抗鉆性等。

由于用途和使用條件不同，對石材的性質及其所要求的指標均有所不同。工程中用于基礎、橋梁、隧道以及石砌工程的石材，一般規定其抗壓強度、抗凍性與耐水性必須達到一定指標。

石材的加工性主要是指對巖石開采、鋸解、切割、鑿琢、磨光和拋光等加工工藝的難易程度。凡強度、硬度、韌性較高的石材，都不易加工；質脆而粗糙，有顆粒交錯結構，含有層狀或片狀構造，以及也已風化的巖石，都難以滿足加工要求。

磨光性是指石材能否磨成平整光滑表面的性質。致密、均勻、細粒的巖石，一般都有良好的磨光性，可以磨成光滑亮潔的表面。疏松多孔、有鱗片狀構造的巖石，磨光性不好。

抗鉆性指對石材鉆孔的難易程度。影響抗鉆性的因素很復雜，一般石材的強度越高、硬度越大，越不易鉆孔。6.5.5常用石材

1．建筑飾面石材

1)花崗石

巖石學所說的花崗巖指由石英、長石及少量的云母和暗色礦物組成全晶質的巖石；而建筑上所說的花崗石泛指具有裝飾功能并可磨光、拋光的各類巖漿巖及少量其他類巖石，包括花崗巖、閃長巖、正長巖、輝長巖、輝綠巖、玄武巖(basalt)、安山巖、片麻巖等。花崗巖呈塊狀構造或粗晶嵌入玻璃質結構中的斑狀構造，強度高、硬度大。

2)大理石

巖石學所說的大理巖是由石灰巖或白云巖變質而成的，主要造巖礦物是方解石或白云石；而建筑上所說的大理石泛指具有裝飾功能并可磨光、拋光的各種沉積巖和變質巖，包括大理巖、致密石灰巖、白云巖、石英巖、蛇紋巖、砂巖、石膏巖等。大理石質地均勻、硬度小、易于加工和磨光。天然大理石板質地堅硬、顏色變化多樣、光澤自然柔和，形成獨特的天然美，被廣泛地用于高檔衛生間、洗手間的洗漱臺面和各種家具的臺面。

2.砌筑用石材

石砌體采用的石材質地堅實，無風化剝落和裂紋。用于清水墻、柱表面的石材，應色澤均勻。石材表面的污垢、水銹等雜質，砌筑前應清除干凈。石材按其加工后的外形規則程度，可分為料石和毛石。

料石是用毛料加工成較為規則的、具有一定規格的六面體石材。按料石表面加工的平整程度可分為以下四種：毛料石、粗料石、半細料石和細料石。料石常由致密的砂巖、石灰巖、花崗巖等開采鑿制，至少應有一個面的邊角整齊，以便相互合縫。料石常用于砌筑墻身、地坪、踏步等；形狀復雜的料石制品可用于柱頭、柱基、窗臺板、欄桿和其他裝飾品等。

毛石是在采石場爆破后直接得到的形狀不規則的石塊，按其表面的平整程度分為亂毛石和平毛石兩類。亂毛石是指形狀不規則的石塊；平毛石是指形狀不規則，但有兩個平面大致平行的石塊。毛石應呈塊狀，一般要求石塊中部厚度不小于150mm，長度為300mm～400mm，質量約為20kg～30kg，其強度不宜小于10MPa，軟化系數不應小于0.75，常用于砌筑基礎、勒腳、墻身、堤壩、擋土墻等，也可用于配制片石混凝土等。

3.板材

石材板材是天然巖石經過荒料開采、鋸切、磨光等加工過程制成的板狀裝飾面材。石材板材具有構造致密、強度大的特點，因此具有較強的耐潮濕性，是地面、臺面裝修的理想材料。板材根據形狀可分為普通型板材和異型板材；根據表面