墙体材料与屋面材料清华土木工程材料.pptx
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1、墙体材料与屋面材料清华土木工程材料墙体材料与屋面材料清华土木工程材料教学目标教学目标l l掌握:掌握:掌握:掌握:砌块和石材的种类和应用砌块和石材的种类和应用l l熟悉熟悉熟悉熟悉:砌墙砖的种类和应用:砌墙砖的种类和应用 l l了解了解了解了解:墙用板材、新型墙体材料:墙用板材、新型墙体材料与屋面材料的种类和与屋面材料的种类和 应用应用教学重点教学重点l l砌筑石材的种类和技术性质砌筑石材的种类和技术性质l l砌墙砖及砌块的技术指标、性能砌墙砖及砌块的技术指标、性能及使用及使用本章主要教学内容与要求第1页/共87页本章目录砌筑石材砌筑石材墙用块材、板材及新型墙体材料墙用块材、板材及新型墙体材料
2、屋面材料屋面材料本章知识归纳本章知识归纳第2页/共87页定义:用来砌筑、拼装或用其它方法构成承重或非承重 墙体的材料。种类:石材、砌墙砖、砌块和板材等。作用:承重、围护或隔离。墙体材料:第3页/共87页第一节 砌筑石材石材石材石材石材是指从天然岩石体中开采、未经加工或经加工制成是指从天然岩石体中开采、未经加工或经加工制成块状、板状或特定形状的石材的总称。块状、板状或特定形状的石材的总称。一、石材的规格尺寸第4页/共87页1.1.毛石毛石 毛石毛石也称也称片石片石,是由爆破直接获得的形状不规则的石块。是由爆破直接获得的形状不规则的石块。根据根据平整程度平整程度又将其分为又将其分为乱毛石乱毛石和和
3、平毛石平毛石两类两类。乱毛石:形状不规则的块石。平毛石:是由乱毛石略经加工而成,有两个大致平行的面,但表面粗糙的块石。建筑用毛石,要求其中间厚度不小于200mm,毛石主要用于砌筑基础、勒脚、墙身、挡土坡、堤坝等。第5页/共87页2.2.料石料石料石:料石:是经人工凿琢或机械加工而成的大致规则的块石,是经人工凿琢或机械加工而成的大致规则的块石,其厚度和宽度均不得小于其厚度和宽度均不得小于200mm200mm。一般不经加工或仅稍加修整的料石,高度不应小于200mm,叠砌面凹入深度不应大于25mm。外形较方正的料石,截面的高度、宽度不宜小于200mm,且不宜小于长度的1/4,其叠砌面凹入深度不应大于
4、20mm。经过细加工,外形规则的料石,规格尺寸同粗料石,其叠砌面凹入深度不应大于10mm。料石常用于砌筑墙身、地坪、踏步、柱和纪念碑等。第6页/共87页二、常用的砌筑石材二、常用的砌筑石材 天然岩石按地质成因分为:岩浆岩(火成岩)、沉积岩(水成岩)、变质岩三大类。岩浆岩是由地壳深处上升的岩浆冷凝结晶而成的岩石。分为:深成岩、喷出岩、火山岩三类深成岩深成岩是岩浆在地表深处受上部覆盖层的压力作用,缓慢冷却而形成的岩石。喷出岩喷出岩是岩浆喷出地表冷凝而成。火山岩火山岩是火山爆发时,岩浆被喷到空中急速冷却而形成的多孔散粒状岩石。第7页/共87页二、常用的砌筑石材二、常用的砌筑石材 沉积岩也称水成岩,是
5、各种岩石经风化、搬运、沉积等作用后再沉积而成的岩石,可分为:机械沉积岩、化学沉积岩、生物沉积岩。机械沉积岩是各种岩石风化后,在流水、风力或冰川作用下搬运、逐渐沉积,在覆盖层的压力下或由自然胶结物胶结而成的岩石。化学沉积岩是岩石中的矿物溶解在水中,经沉淀沉积而成的岩石。生物沉积岩是由各种有机体的残骸经沉积而成的岩石。第8页/共87页二、常用的砌筑石材二、常用的砌筑石材 变质岩是由地壳中原有的岩浆岩或沉积岩,在地层压力或温度作用下,在固体状态发生再结晶作用,使其矿物成分、结构构造、乃至化学成分发生部分或全部改变而形成的新岩石。分为:岩浆岩变质岩和沉积岩变质岩第9页/共87页二、常用的砌筑石材二、常
6、用的砌筑石材 各类岩石的分类情况及主要品种见下图。第10页/共87页二、常用的砌筑石材二、常用的砌筑石材 1.岩浆岩类石材 类型类型类型类型名称名称名称名称 特特特特 点点点点 用用用用 途途途途岩岩浆浆岩岩花岗岩花岗岩 结构致密、表观密度结构致密、表观密度大、抗压强度高、抗大、抗压强度高、抗冻性好、硬度高且耐冻性好、硬度高且耐磨性好、耐火性不好磨性好、耐火性不好砌筑基础、桥墩、柱、勒脚、砌筑基础、桥墩、柱、勒脚、接触水的墙体与护坡等,还是接触水的墙体与护坡等,还是优良的建筑装饰材料。优良的建筑装饰材料。玄武岩玄武岩硬度高、脆性大,抗硬度高、脆性大,抗风化能力强、耐久风化能力强、耐久性好。性好
7、。主要用做基础、筑路及混凝土主要用做基础、筑路及混凝土集料。集料。辉绿岩辉绿岩 抗冻性好,耐磨性和抗冻性好,耐磨性和耐久性好耐久性好 ,有较高,有较高的耐酸性,熔点高(的耐酸性,熔点高(1400140015001500)承重结构材料承重结构材料 ,耐酸混凝土骨,耐酸混凝土骨料料 ,铸石原料,铸石原料 。第11页/共87页二、常用的砌筑石材二、常用的砌筑石材 2.沉积岩类石材 类型类型类型类型名称名称名称名称 特特特特 点点点点 用用用用 途途途途沉沉积积岩岩石灰岩石灰岩主要成分为主要成分为CaCO3,硬度低,易劈裂,有硬度低,易劈裂,有一定的强度和耐久性,一定的强度和耐久性,在强度和耐久性方面
8、在强度和耐久性方面不如花岗岩,不如花岗岩,砌筑基础、墙体、台阶或路砌筑基础、墙体、台阶或路面等,也是生产石灰或水泥面等,也是生产石灰或水泥的主要原料。的主要原料。砂岩砂岩主要矿物是主要矿物是SiO2,硅质砂岩硅质砂岩坚硬耐久,坚硬耐久,强度高;强度高;钙质砂岩钙质砂岩具具有一定的强度,但耐有一定的强度,但耐酸性较差,酸性较差,硅质砂岩与花岗岩用途相似,硅质砂岩与花岗岩用途相似,钙质砂岩与石灰岩用途相似,钙质砂岩与石灰岩用途相似,只用于一般砌筑工程。只用于一般砌筑工程。以以SiO2胶结胶结而成的砂岩而成的砂岩 以以CaCO3胶结胶结而成的砂岩而成的砂岩 第12页/共87页二、常用的砌筑石材二、常
9、用的砌筑石材 3.变质岩类石材 类类类类型型型型名称名称名称名称 特特特特 点点点点 用用用用 途途途途变变变变质质质质岩岩岩岩 大理岩大理岩(大理石)(大理石)是由石灰岩或白云岩经过高是由石灰岩或白云岩经过高温高压作用,重新结晶变质温高压作用,重新结晶变质而成,质地致密,但硬度不而成,质地致密,但硬度不大,易于雕琢,色彩丰富,。大,易于雕琢,色彩丰富,。多用于室内装饰。不多用于室内装饰。不宜用做城市建筑物的宜用做城市建筑物的外部装饰外部装饰。石英岩石英岩是由硅质砂岩变质而成,岩是由硅质砂岩变质而成,岩体结构均匀致密,抗压强度体结构均匀致密,抗压强度高,表现密度大,抗风化能高,表现密度大,抗风
10、化能力强,耐久性好,硬度高。力强,耐久性好,硬度高。可用于各种砌筑工程,可用于各种砌筑工程,可用作重要建筑的饰可用作重要建筑的饰面材料或地面、踏步、面材料或地面、踏步、耐酸衬板等。耐酸衬板等。第13页/共87页三、砌筑石材的技术性质三、砌筑石材的技术性质 石材的技术性质有:物理性质、力学性质、耐久性和工艺性质。1.物理性质石材的表观密度与其矿物组成、孔隙率等因素有关。石材的表观密度与其矿物组成、孔隙率等因素有关。表观密度大的石材孔隙率小、抗压强度高、耐久性好。表观密度大的石材孔隙率小、抗压强度高、耐久性好。按照表观密度的大小可将石材分为:按照表观密度的大小可将石材分为:轻质石材轻质石材:表观密
11、度:表观密度1800kg/m1800kg/m3 3,主要用于保温外墙,主要用于保温外墙 ;重质石材重质石材:表观密度:表观密度1800kg/m1800kg/m3 3,可作为承重、装修和,可作为承重、装修和装饰用材料。装饰用材料。(1 1)表观密度)表观密度第14页/共87页1.物理性质(2 2)吸水性)吸水性石材的吸水性与其孔隙率和孔隙特征有关。根据吸水率的大小可以把岩石分为:低吸水性岩石:吸水率低于1.5%;中吸水性岩石:吸水率介于1.5%-3.0%;高吸水性岩石;吸水率高于3.0%。石材吸水后强度降低,抗冻性变差,导热性增加,耐水性和耐久性下降。三、砌筑石材的技术性三、砌筑石材的技术性质质
12、 第15页/共87页(3 3)耐水性)耐水性 根据软化系数大小,可将石材分为高、中、低三个等级:软化系数0.90为高耐水性;软化系数在0.75-0.90之间为中耐水性;软化系数在0.60-0.75之间为低耐水性。软化系数0.60者则不允许用于重要建筑。1.物理性质三、砌筑石材的技术性质 第16页/共87页(4 4)导热性)导热性石材的导热性主要与其致密程度有关。重质石材的导热系数可达2.91-3.49w/(mk),轻质石材的导热系数则为0.23-0.70w/(mk)。具有封闭孔隙石材的导热性也差。1.物理性质三、砌筑石材的技术性质 第17页/共87页2.力学性质(1 1)抗压强度)抗压强度按抗
13、压强度值的大小,石材共分为7个强度等级:MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30和MU20。石材的抗压强度是以三个(一组)边长为70mm的立方体试块抗压强度平均值来表示。采用其它尺寸试件时,应将结果乘以相应的换算系数表表8-1 8-1 石材强度等级换算系数石材强度等级换算系数立方体边长2001501007050换算系数1.431.281.141.000.86三、砌筑石材的技术性质 第18页/共87页(2 2)冲击韧性)冲击韧性石材的冲击韧性取决于矿物成分与构造。通常晶体结构的岩石较非晶体结构的岩石具有较高的韧性。(3 3)硬度)硬度石材的硬度取决于其组成矿物的硬度与构造。结
14、晶质石材硬度比玻璃质的高。石材的硬度以莫氏硬度表示。2.力学性质三、砌筑石材的技术性质 第19页/共87页3.耐久性(1 1)抗冻性)抗冻性 石材的抗冻性用石材在水饱和状态下所能经受的冻融循环次数(强度降低不超过25%,质量损失不超过5%,无贯穿裂缝)表示。与吸水率大小有密切关系。三、砌筑石材的技术性质 第20页/共87页(2)耐热性 石材经高温后,由于热胀冷缩,体积变化而产生内应力,或由于高温使岩石中矿物发生分解等导致结构破坏。石材的耐热性与其化学成分及矿物组成有关。3.耐久性三、砌筑石材的技术性质 第21页/共87页(3 3)耐磨性)耐磨性 耐磨性是指石材抵抗摩擦、边缘剪切以及冲击等复杂作
15、用的能力,石材的耐磨性与其组成矿物的硬度、结构、构造特征以及抗压强度和冲击韧性等有关。用于台阶、地面、人行道、楼梯踏步等工程的石材,应具有较好的耐磨性。3.耐久性三、砌筑石材的技术性质 第22页/共87页三、砌筑石材的技术性质三、砌筑石材的技术性质 4.工艺性质(1)加工性 加工性是指对岩石劈解、破碎与凿琢、磨光和抛光等加工工艺的难易程度。凡强度、硬度、韧性较高的石材,不易加工;质脆而粗糙,有颗粒交错结构,含有层状或片状构造以及业已风化的岩石,都难以满足加工要求。第23页/共87页(2)磨光性 磨光性指岩石能否磨成光滑表面的性质。致密、均匀、细粒的岩石,一般都有良好的磨光性,可以磨成光滑亮洁的
16、表面。疏松多孔、有鳞片状构造的岩石,磨光性均不好。三、砌筑石材的技术性质 4.工艺性质第24页/共87页(3)可钻性 可钻性是指岩石钻孔的难易程度。石材的可钻性一般与岩石的强度、硬度等因素有关。石材的强度越高,硬度越大,越不易钻孔 三、砌筑石材的技术性质 4.工艺性质第25页/共87页 砌砌墙墙砖砖系系指指以以粘粘土土、工工业业废废料料或或其其他他地地方方材材料料为为主主要要原原料料,以以不不同同工工艺艺制制造造的的、用用于于砌砌筑筑承承重重和非承重墙体的墙砖。和非承重墙体的墙砖。第二节 墙用块材、板材及新型墙体材料一、砌墙砖非烧结砖非烧结砖第26页/共87页烧结砖:在焙烧窑中,经高温焙烧而成
17、的砖。主要生产原料:粘土、煤矸石、粉煤灰等。1.烧结砖烧结砖分为烧结普通砖、烧结多孔砖和烧结空心砖。第27页/共87页采土配料调制制坯干燥焙烧成品要进行阴干,否则易出现裂缝最为关键的一步,焙烧的火候不同有三种成品欠火砖正火砖过火砖烧结砖的生产工艺过程1.烧结砖第28页/共87页烧结普通砖的主要技术指标(GB5101-2003)(GB5101-2003)尺寸偏差砖的标准尺寸为24011553mm,可砌成“二四墙”,“三七墙”和“四九墙”。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)。尺寸偏差应符合烧结普通砖(GB5101-2003)规定.(1)烧结普通砖第
18、29页/共87页 外观质量外观质量包括两条面高度差、弯曲、杂质包括两条面高度差、弯曲、杂质凸出高度、缺棱掉角、裂纹、完整面、颜色等项内容。凸出高度、缺棱掉角、裂纹、完整面、颜色等项内容。烧结普通砖的主要技术指标(GB5101-2003)均应符合相应等级的规定。(1)烧结普通砖第30页/共87页MU10MU10、MU15MU15在工程中用量较大 根据根据1010块砖的抗压强块砖的抗压强度平均值及强度标准值,度平均值及强度标准值,分为分为MU30MU30、MU25MU25、MU20MU20、MU15MU15、MU10MU10五个强度五个强度等级。等级。砖强度变异系数10块试样的抗压强度标准差10块
19、试样的抗压强度平均值强度标准值砖的强度等级(1)烧结普通砖烧结普通砖主要技术指标 第31页/共87页 是指材料在干湿变化、温度变化、冻融变化等物是指材料在干湿变化、温度变化、冻融变化等物理因素作用下不破坏并保持原有性质的能力。理因素作用下不破坏并保持原有性质的能力。抗风化性能 砖的抗风化性能用冻融试验或吸水率试验来衡量。东三省、内蒙古、新疆等五省区用砖必须进行冻融试验。其它地区砖的吸水率如果满足要求,可不做冻融试验。(1)烧结普通砖烧结普通砖主要技术指标(GB5101-2003)(GB5101-2003)第32页/共87页泛霜泛霜 指砖原料中的可溶性盐(硫酸盐、镁盐),随着砖内水分蒸发而在砖表
20、面析出的现象。泛霜一般是在砖的 表面形成絮团状斑点的白色粉末,影响外观,并且由于大量盐类的溶出和结晶膨胀而引起砖起粉、掉角或表层剥落,内部孔隙率增大,抗冻性显著下降(1)烧结普通砖烧结普通砖主要技术指标(GB5101-2003)(GB5101-2003)第33页/共87页 是指烧结砖的原料中含有石灰石是指烧结砖的原料中含有石灰石(CaCO(CaCO3 3),焙烧时,焙烧时分解为生石灰块(分解为生石灰块(CaOCaO),在使用过程中生石灰吸水),在使用过程中生石灰吸水熟化转变为熟石灰熟化转变为熟石灰Ca(OH)Ca(OH)2 2 ,体积膨胀而引起砖开裂,体积膨胀而引起砖开裂的现象,称的现象,称“
21、石灰爆裂石灰爆裂”,石灰爆裂使砖砌体强度,石灰爆裂使砖砌体强度降低,直至破坏。降低,直至破坏。石灰爆裂(1)烧结普通砖烧结普通砖主要技术指标(GB5101-2003)(GB5101-2003)第34页/共87页烧结普通砖的特点优点缺点强度高耐久性好价格便宜能耗高、浪费土地资源破坏生态环境尺寸小、施工效率低比强度低自重大、抗震性能差(1)烧结普通砖 主要用于砌筑多层建筑的承重墙、烟囱、以及六层以下建筑的砖柱、砖拱和基础等。砌筑前应洒水将砖润湿。应用:第35页/共87页(2)(2)烧结多孔砖烧结多孔砖 是以粘土、页岩、煤矸石或粉煤灰为主要原料,是以粘土、页岩、煤矸石或粉煤灰为主要原料,经焙烧而成的
22、经焙烧而成的孔洞尺寸小孔洞尺寸小而而数量多数量多(孔洞率孔洞率28%)28%)的砖。的砖。烧结多孔砖烧结多孔砖1大面(坐浆面)大面(坐浆面)2条面条面 3顶面顶面 4外壁外壁 5肋肋 6孔洞孔洞 7手抓孔手抓孔3567421第36页/共87页烧结多孔砖烧结多孔砖1大面(坐浆面)大面(坐浆面)2条面条面 3顶面顶面 4外壁外壁 5肋肋 6孔洞孔洞 7手抓孔手抓孔(2)(2)烧结多孔砖烧结多孔砖烧结多孔砖主要技术指标(GB 13544(GB 135442011)2011)尺寸偏差。尺寸偏差符合要求,孔洞垂直于大面,孔洞形状为矩型孔或矩型条孔(不得为不得为圆孔圆孔或其它孔型其它孔型)。3567421
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