工程中常用的烧结砖一般按孔洞率(砖表面上孔洞总面积占砖表面积的百分率)分为烧结普通砖(孔洞率小于15%)、烧结多孔砖(孔洞率大于或等于15%且小于35%)和烧结空心砖(孔洞率不小于35%)。
10.1.1 烧结普通砖
黏土质材料在一定温度下,其中的铝硅酸盐矿物部分熔融,冷却后将其余矿物颗粒黏结成一体,保持砖坯的形体,并具有一定的物理、力学性能。这一工艺称为“烧结”或“焙烧”。烧结普通砖俗称小砖、标准砖、实心砖等。
烧结普通砖是以黏土、页岩、煤矸石、粉煤灰等为主要原料,经原料调制、制坯、干燥、焙烧、冷却等工艺而制成的尺寸为240mm×115mm×53mm的直角六面体块材。
10.1.1.1 烧结普通砖的分类
1.分类
烧结普通砖因所用的原料不同分为黏土砖(N)、页岩砖(Y)、煤矸石砖(M)、粉煤灰砖(F)等。
2.质量等级
按砖的抗压强度可分为MU30、MU25、MU20、MU15、MU10等五个强度等级。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)和合格品(C)三个质量等级。优等品可用于清水墙和墙体装饰,一等品和合格品可用于混水墙。
3.规格
烧结普通砖的标准尺寸为240mm×115mm×53mm。其中240mm×115mm的面称为大面,240mm×53mm的面称为条面,115mm×53mm的面称为顶面。若加上10mm的砌筑灰缝,则4块砖长、8块砖宽、16块砖厚分别为1m,砌筑1m3砖体需512块砖,一般再加上2.5%的损耗即为计算工程所需用的砖数。
10.1.1.2 烧结普通砖的技术要求
1.尺寸偏差
烧结普通砖应是形状规则的直角六面体。但在生产、运输等过程中不可能完美无缺,因此除检查砖的尺寸外,还需从外观上检查砖的弯曲程度、缺棱掉角的程度、裂纹的长度等,见表10-1。
表10-1 尺寸允许偏差和外观质量标准(GB/T5101—1998)
注 完整面系指宽度中有大于1mm的裂纹长度不超过30mm;条顶面上造成的破坏面不得同时大于10mm×20mm。
2.强度
烧结普通砖强度实验按国家标准(GB/T2542)进行,抽取10块砖试样进行抗压强度试验,根据试验结果,按平均值—标准值方法(变异系数δ≤0.21时)或平均值—最小值方法(变异系数δ>0.21时)评定砖的强度等级。
强度变异系数δ按式(10-1)计算:
式中 δ——砖强度变异系数,精确至0.01MPa;
S——10块试样抗压强度标准差,精确至0.01MPa;
—10块试样的抗压强度平均值,精确至0.1MPa。
标准差S按式(10-2)计算:
式中 fi——单块试样抗压强度测定值,精确至0.01MPa。
样本量n=10时的强度标准值(fk)按式(10-3)计算:
砖在砌体中主要起承压作用。根据抗压强度分为MU30、MU25、MU20、MU15、MU10等5个强度等级,见表10-2。
表10-2 强度等级(GB/T5101—1998) 单位:MPa
3.抗风化性能
通常将干湿变化、温度变化、冻融变化等气候因素对砖的作用称为“风化”作用,砖抵抗风化作用的能力,称为抗风化性能。风化区用风化指数进行划分。风化指数是指每年日气温从正温降至负温或负温升至正温的平均天数,与每年从霜冻之日起至消失霜冻之日止这一期间降雨总量(以mm计)的平均值的乘积。风化指数不小于12700为严重风化区,风化指数小于12700为非严重风化区。我国风化区划分见表10-3。
表10-3 风化区划分(GB/T5101—1998)
严重风化区中的1、2、3、4、5地区的砖必须进行冻融试验,其他地区砖的抗风化性能符合表10-4规定时,可不做冻融试验。冻融试验是将吸水饱和的5块砖,在—15~—20℃条件下冻结3h,再放入10~20℃水中融化2h以上,称为一个冻融循环。如此反复进行15次试验后,测得单块砖的质量损失不超过2%;冻融试验后每块砖样不出现裂纹、分层、掉皮、缺棱、掉角等冻坏现象时,冻融试验合格。
表10-4 抗风化性能(GB/T5101—1998)
4.泛霜
当生产烧结砖的原料中含有可溶性无机盐时,会隐含在成品烧结砖的内部,砖吸水后再次干燥时,水分会向外迁移,这些可溶性盐随水渗到砖的表面,水分蒸发后便留下白色粉末状的盐,形成白霜,这就是泛霜现象。
泛霜严重时,由于大量盐类的析出和结晶膨胀会造成砖砌体表面粉化及剥落,内部孔隙率增大,抗冻性显著下降。优等砖不得有泛霜现象,合格砖不得严重泛霜。
中等泛霜的砖不得用于潮湿的部位。轻微泛霜的砖只对清水墙建筑的外观有影响;严重泛霜对建筑结构的破坏较大。因此国家标准规定每块砖样应符合下列规定:
优等品:无泛霜;一等品:不允许出现中等泛霜;合格品:不允许出现严重泛霜。
5.石灰爆裂
烧结砖的原料中夹杂着石灰质,烧结时被烧成生石灰,砖吸水后生石灰熟化体积膨胀而发生爆裂现象,称为石灰爆裂。这种现象影响砖的质量,并降低砌体强度。
按GB/T5101—1998规定,优等品砖:不允许出现最大破坏尺寸大于2mm的爆裂区域。一等品:①最大破坏尺寸大于2mm,且小于等于10mm的爆裂区域,每组砖样不得多于15处;②不允许出现最大破坏尺寸大于10mm的爆裂区域。合格品砖:①最大破坏尺寸大于2mm且小于等于15mm的爆裂区域,每组砖样不得多于15处,其中大于10mm的不得多于7处;②不允许出现最大破坏尺寸大于15mm的爆裂区域。
6.欠火砖与过火砖
烧结砖的形成是砖坯经高温焙烧,使部分物质熔融,冷凝后将未经熔融的颗粒黏结在一起成为整体。当焙烧温度不足时,熔融物太少,难以充满砖体内部,黏结不牢,这种砖称为欠火砖。欠火砖孔隙率大,强度低,抗冻性差,外观颜色较浅,为有缺陷砖。
当焙烧温度过高时,砖内熔融物过多,造成高温下的砖体变软,此时砖在点支撑下易产生弯曲变形,这种砖为过火砖。它也属于有缺陷砖。欠火砖与过火砖均为不合格产品。
10.1.1.3 烧结黏土砖的应用
烧结黏土砖在我国已有两千多年的历史,由于黏土砖具有一定强度及隔热、隔声、耐久及价格低廉等特点,因此在相当长的时间内一直作为主要材料用于砌筑工程中,但其施工机械化程度低,生产时大量毁占耕地,能耗大,不利于环保。因此,我国目前正大力推进墙体材料改革,积极发展推广新型砖材,使其向节土利废、轻质高强、大块节能的方向发展。黏土砖可用于砌筑柱、拱、烟囱、窑身、沟道及基础等,可与轻集料混凝土、加气混凝土、岩棉等复合砌筑成各种轻体墙,砌成薄壳,修建跨度较大的屋盖。在砌体中配置适当的钢筋和钢筋网成为配筋砖砌体,可代替钢筋混凝土柱、过梁等。(www.xing528.com)
10.1.2 烧结多孔砖
烧结多孔砖是以黏土、页岩、煤矸石为主要原料,经焙烧而成的砖内孔径不大于22mm,孔洞率大于或等于15%,孔洞尺寸小而数量多,用于砌筑墙体的承重用砖。
10.1.2.1 砖的规格
多孔砖有190mm×190mm×90mm(代号为M)和240mm×115mm×90mm(代号为P)两种规格。
10.1.2.2 技术性能及应用
1.强度等级
烧结多孔砖内的孔洞尺寸小而数量多,孔洞分布在大面尚且均匀合理,非孔部分砖体较密实,所以强度较高。工程中使用时常以孔洞垂直于承压面,以充分利用砖的抗压强度。
烧结多孔砖根据抗压强度、抗折荷重分为MU30、MU25、MU20、MU15、MU10、MU7.5六个强度等级。各产品等级的强度值均应不低于国家标准(GB13544—1992)的规定,见表10-5。
表10-5 多孔砖各产品等级的强度指标
2.分等
根据尺寸的偏差、外观质量、强度等级和物理性能分为优等品(A)、一等品(B)和合格品(C)三个等级。
3.尺寸偏差
尺寸允许偏差应符合表10-6规定。
表10-6 尺寸允许偏差 单位:mm
多孔砖与实心砖相比,其单位体积大,表观密度轻。我国目前生产承重多孔砖的孔洞率一般为18%~28%,其表观密度为1350~1480kg/m3。并且竖孔的孔洞尺寸一般均较小(避免砌筑过程中过多砂浆进入孔洞中)。
4.外观质量
多孔砖的外观质量应符合表10-7的规定。
表10-7 烧结多孔砖的外观质量要求(GB13544—1992) 单位:mm
注 凡有下列缺陷之一者,不能称为完整面:①缺损在条面或顶面上造成的破坏面尺寸同时大于20mm×30mm;②条面或顶面上裂纹宽度大于1mm,其长度超过70mm;③压陷、焦花、黏底在条面或顶面上的凹陷或凸出超过2mm,区域尺寸同时大于20mm×30mm。
10.1.3 烧结空心砖
烧结空心砖是以黏土、页岩、煤矸石为主要原料,经焙烧而成的孔洞率大于或等于35,孔洞尺寸大而数量少的作填充非承重用砖。
空心砖孔洞采用矩形条孔或其他孔形,且平行于大面和条面。
10.1.3.1 砖的规格
烧结空心砖的长度、宽度、高度均应符合下列要求:
(1)290mm、190mm、90mm。
(2)240mm、180(175)mm、115mm。
10.1.3.2 技术性质
1.分级
根据空心砖(含空洞)的表观密度划分为800kg/m3、900kg/m3、1100kg/m3三个等级的空心砖。
其各级密度等级对应的五块砖密度平均值分别为小于或等于800kg/m3;801~900kg/m3;901~1100kg/m3,否则为不合格品。
2.分等
每个密度级别根据孔洞及其排数,尺寸偏差,外观质量、强度等级和物理性能分为优等品(A)、一等品(B)和合格品(C)三个等级。各等级的各项技术指标均应符合(GB13545—1992)的相应规定。
3.强度等级
空心砖的强度等级分为MU5.0、MU3.0、MU2.0三个等级,各强度等级的强度值应符合表10—8的规定。若按表10-8判定低于MU2.0时,则为不合格品。
表10-8 各强度等级的强度值
4.孔洞及其排数
空心砖孔洞及排数见表10-9,不符合表中规定的则为不合格品。
表10-9 烧结空心砖孔洞及其排数
非承重水平孔黏土空心砖的孔数少、孔径大、孔洞率高(≥35%)。表观密度为800~1100kg/m3,这种空心砖具有良好的热绝缘性能,在多层建筑中用于隔断墙或框架结构填充墙中。
生产和使用黏土多孔砖和空心砖可节约黏土25%左右,节约燃料10%~20%,比实心砖减轻墙体自重1/4~1/3,提高工效40%,降低造价约20%,并改善了墙体的热工性能。因此,当前改革黏土砖的一个重要途径是使黏土砖空心化。
10.1.4 蒸养(压)砖
蒸养(压)砖是以石灰及硅质材料为主要原料,必要时加入集料和适量石膏,加水拌和后压制成型,在水热合成条件下产生强度的建筑用砖。其内部的胶凝物质基本上是水化硅酸盐类矿物,故又称硅酸盐砖。常用的含硅原料有天然砂和粉煤灰、煤矸石、炉渣、矿渣等工业废料。生产和推广应用这类砖,可保护耕地,减少环境污染。
采用蒸养或蒸压工艺,取决于含硅原料的活性。我国目前生产的这类砖主要有灰砂砖、粉煤灰砖、炉渣砖等。
灰砂砖,是将石灰与砂按一定比例配合,加水搅拌,再经陈伏,使石灰充分消解后压制成型,放入高压釜内压蒸处理而成的砖。灰砂砖由于未经焙烧,因此组织均匀密实,尺寸偏差小,外形光洁,大气稳定性好,干缩率小,硬度高,常用于建筑物的墙体和基础。
粉煤灰砖是以粉煤灰、石灰为主要原料,掺加适量石膏和骨料,经坯料制备、压制成型、常压或高压蒸汽养护而成的墙体材料。粉煤灰中的SiO2具有一定的活性,可在常压蒸汽中与石灰反应,主要生成物同灰砂砖。若置于高压蒸汽中,反应将更快、更完备。
粉煤灰砖呈深灰色,表观密度约为1500kg/m3,自然状态下的导热系统比烧结砖小,保温性能较好,但干缩值大于烧结砖。粉煤灰砖可用于一般工业与民用建筑的墙体和基础,但用于基础或易受冻融和干湿交替作用的建筑部位,必须使用一等品砖与优等品砖。粉煤灰砖不得用于长期受热(200℃以上),受急冷、急热和有酸性介质侵蚀的建筑部位。
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