《土木工程材料》課件 陳正 第7、8章 墻體材料、瀝青材料

砌墻磚7.1建筑砌塊7.2內容提要7墻體材料重點和難點燒結磚的技術性能指標和應用重點難點燒結磚的技術性能指標7墻體材料砌體材料的發(fā)展趨勢思考燒結磚的技術性能指標有哪些？如何區(qū)分實心磚、多孔磚和空心磚？其應用范圍有何區(qū)別？7墻體材料與燒結磚相比，砌塊有哪些優(yōu)點？磚的分類7墻體材料–7.1砌墻磚粘土磚、頁巖磚、粉煤灰磚按原材料分燒結磚、非燒結磚（養(yǎng)護成型）按生產工藝分普通磚、多孔磚、空心磚按孔洞率分正火磚、過火磚、欠火磚按焙燒火候分機制磚、手工磚按生產方法分紅磚、青磚按顏色分燒結普通磚7墻體材料–7.1砌墻磚燒結磚是以粘土、頁巖、粉煤灰、煤矸石等主主要原料經焙燒制成。依材料的不同分為燒結粘土磚（N）、燒結頁巖磚（Y）、燒結粉煤灰磚（F）和燒結煤矸石磚（M）。燒結磚燒結普通磚是指規(guī)格為240mm×115mm×53mm的無孔磚或孔洞率＜15%的燒結磚。燒結普通磚粘土、頁巖、煤矸石、粉煤灰原材料坯料調制→成型→干燥→焙燒→制品生產工藝其中焙燒是關鍵，所以一定要控制好的溫度（950℃~1050℃），否則容易產生欠火磚和過火磚。燒結普通磚7墻體材料–7.1砌墻磚燒結普通磚7墻體材料–7.1砌墻磚色淺、斷面包心（黑色或白色）、聲啞、孔隙率大、強度低、耐久性差。欠火磚色深、聲脆而響、較密實、強度高、耐久性好，但容易出現彎曲變形。過火磚燒結普通磚的技術性能指標7墻體材料–7.1砌墻磚形狀尺寸強度抗風化性能泛霜石灰爆裂質量等級燒結普通磚的技術性能指標7墻體材料–7.1砌墻磚形狀尺寸標準尺寸：240mm×115mm×53mm

其中：大面為240mm×115mm;條面為240mm×53mm;頂面為115mm×53mm磚的長:寬:厚＝4:2:1

240＝2×115＋10（灰縫厚取10mm）

115＝2×53＋9（灰縫厚取9mm）基本組合模數為115mm＋10mm＝125mm

4塊磚長＝8塊磚寬＋灰縫＝16塊磚高＋灰縫＝1000mm1m3磚砌體的大約用磚：4×8×16＝512塊燒結普通磚的技術性能指標7墻體材料–7.1砌墻磚強度強度等級抗壓強度平均值f≥變異系數δ≤0.21變異系數δ>0.21抗壓強度標準值fk≥單塊最小抗壓強度值fmin≥MU30MU25MU20MU15MU1030.0MPa25.0MPa20.0MPa15.0MPa10.0MPa22.0MPa18.0MPa14.0MPa10.0MPa6.5MPa25.0MPa22.0MPa16.0MPa12.0MPa7.5MPa燒結普通磚的技術性能指標7墻體材料–7.1砌墻磚耐久性指標當燒結磚的原料中含有有害雜質或因生產工藝不當時可造成燒結磚的質量缺陷而影響耐久性?？癸L化性能泛霜石灰爆裂燒結普通磚的技術性能指標7墻體材料–7.1砌墻磚抗風化性能抗風化性能是指在干濕變化、溫度變化、凍融變化等物理因素作用下，材料不破壞并長期保持原有性質的能力?？癸L化性能主要受吸水率的影響?？癸L化性能越強，耐久性越好。用于東北、內蒙古、新疆這些嚴重風化區(qū)的燒結普通磚，必須進行凍融試驗。凍融試驗后每塊磚樣不允許出現裂紋、分層、掉皮、缺棱、掉角等凍壞現象，且質量損失不得大于2%。燒結普通磚的技術性能指標7墻體材料–7.1砌墻磚泛霜當生產原料中含有可溶性無機鹽(如硫酸鈉等）時，在燒結過程中就會隱含在燒結磚內部。磚吸水后再次干燥時，這些可溶鹽會隨水分向外遷移并滲到磚的表面，水分蒸發(fā)后便留下白色粉末，絮團或絮片狀的鹽，這種現象稱為泛霜。泛霜不僅有損于建筑物的外觀，而且結晶膨脹還會引起磚的表層酥松，甚至剝落。燒結普通磚的技術性能指標7墻體材料–7.1砌墻磚石灰爆裂石灰爆裂是指生產燒結磚的原料中夾有石灰石等雜物，焙燒時被燒成生石灰塊等物質。使用時，生石灰會吸水熟化，體積顯著膨脹，導致磚塊裂縫甚至崩潰。石灰爆裂不僅造成磚的外觀缺陷和強度降低，嚴重時還能使砌體的強度降低、破壞。燒結普通磚的技術性能指標7墻體材料–7.1砌墻磚質量等級強度和抗風化性能合格的磚，根據尺寸偏差、外觀質量、泛霜和石灰爆裂分為三個質量等級。優(yōu)等品（A）一等品（B）合格品（C）燒結普通磚的應用7墻體材料–7.1砌墻磚優(yōu)勢強度較高應用缺點隔熱隔聲性能較好冬季室內墻面不結露價格低廉建筑維護結構砌筑柱、拱及基礎等配筋砌筑體需粘土，擠占耕地能耗高抗震性能較差燒結多孔磚7墻體材料–7.1砌墻磚燒結多孔磚是指大面有孔，尺寸小而數量多的燒結磚。規(guī)格：290、240、190、180、140、115、90燒結多孔磚燒結多孔磚7墻體材料–7.1砌墻磚根據抗壓強度分為MU30、MU25、MU20、MU15、MU10五個強度等級。強度等級主要用于建筑物承重部位。應用燒結空心磚7墻體材料–7.1砌墻磚燒結多孔磚是指頂面有孔，尺寸大而數量少的燒結磚。燒結空心磚根據抗壓強度分為MU10.0、MU7.5、MU5.0、MU3.5四個強度等級。強度等級根據密度分為800、900、1000、1100四個等級。密度等級主要用于建筑物非承重部位。應用燒結多孔磚與空心磚的比較7墻體材料–7.1砌墻磚多孔磚空心磚孔洞方向孔洞個數單個孔洞大小應用強度等級豎向多小承重部位MU30、MU25、MU20、MU15、MU10五個強度等級橫向少大非承重部位MU10.0、MU7.5、MU5.0、MU3.5四個強度等級砌塊特點與分類7墻體材料–7.2砌塊砌塊是砌筑用的人造塊材，是一種新型墻體材料，外形多為直角六面體，也有各種異形的。砌塊系列中主規(guī)格的長度、寬度或高度有一項或一項以上分別超過365mm、240mm或115mm，但砌塊高度一般不大于長度或寬度的六倍，長度不超過高度的三倍。砌塊砌塊特點與分類7墻體材料–7.2砌塊塊體較大，施工效率較高，且施工機械化程度較高；改善建筑物功能；原材料豐富，可充分利用地方資源和工業(yè)廢棄物。優(yōu)點實心砌塊、空心砌塊按有無孔洞分混凝土砌塊、粉煤灰砌塊等按原材料分承重砌塊、非承重砌塊按在結構中的作用分分類加氣混凝土砌塊7墻體材料–7.2砌塊加氣混凝土砌塊具有體積密度小，保溫及耐火性、抗震性能強、易于施工等特點，適用于低層建筑的承重墻，多層的間隔墻和高層框架結構的填充墻。在無可靠的防護措施時，不得用于處在風中或高濕度和有侵蝕介質環(huán)境，也不得用于基礎和長期高于80℃的建筑部位?；炷量招钠鰤K7墻體材料–7.2砌塊自重輕，熱工性能好，抗震性能好，砌筑方便，墻面平整度好，施工效率高等。不僅可以用于非承重墻，較高強度等級的砌塊也可用于多層建筑的承重墻?；炷列⌒涂招钠鰤K適用于建筑地震設計烈度為8度及8度以下地區(qū)的各種建筑墻體，包括高層與大跨度的建筑，也可以用于圍墻、擋土墻、橋梁和花壇等市政設施。粉煤灰砌塊7墻體材料–7.2砌塊是以粉煤灰、石灰、石膏和集料(如煤渣、硬礦渣)等原料制成的密實砌塊。適用于民用和工業(yè)建筑的墻體和基礎，但不宜用于具有酸性侵蝕介質和經常處于高溫(如煉鋼車間）環(huán)境下的建筑物。瀝青8.1瀝青防水材料8.2內容提要8瀝青材料瀝青混合料8.3重點和難點瀝青的特點和技術指標重點難點瀝青的技術指標8瀝青材料思考瀝青有何特點？如何測定瀝青的技術指標？瀝青混合料的結構組成形式有哪些？8瀝青材料瀝青的定義8瀝青材料瀝青是一種有機膠凝材料，它是復雜的高分子碳氫化合物及非金屬（氧、硫、氮等）衍生物的混合物。在常溫下呈固體、半固體或液體狀態(tài)。定義特點顏色由黑褐色至黑色，能溶于多種有機溶液中。具有結構致密、粘結力良好，不導電、不吸水，耐酸、耐堿、耐腐蝕等性能。應用主要作為防水、防潮、防腐蝕材料，用于屋面或地下防水工程、防腐蝕工程、鋪筑道路以及貯水池、浴池及橋梁等防水防潮層。瀝青的分類8瀝青材料地瀝青焦油瀝青天然瀝青石油瀝青煤瀝青木瀝青泥炭瀝青頁巖瀝青天然瀝青湖煤瀝青溶劑膜溶劑瀝青原油常壓塔減壓塔瀝青直餾瀝青氧化塔氧化瀝青石油瀝青是由石油原油或石油衍生物經過常壓或減壓蒸餾，提煉出汽油、煤油、柴油、潤滑油等輕質油分后的殘渣，經加工制成的一種產品。石油瀝青生產工藝8瀝青材料–8.1石油瀝青組分名稱含量（%）作用油分45~60淡黃色透明液體；賦予瀝青流動性。樹脂15~30粘稠半固體；賦予瀝青塑性。地瀝青質5~30固體粉末；賦予瀝青溫度穩(wěn)定性、粘性。石油瀝青三大組分的特點8瀝青材料–8.1瀝青石油瀝青的膠體結構8瀝青材料–8.1瀝青在瀝青中，油分與樹脂互溶，樹脂浸潤地瀝青質。因此，石油瀝青的結構是以地瀝青質為核心，周圍吸附部分樹脂和油分，構成膠團，無數膠團分散在油分中而形成膠體結構。溶膠結構當地瀝青質含量相對較少時，油分和樹脂含量相對較高，膠團外膜較厚，膠團之間相對運動較自由。這時瀝青形成溶膠結構。具有溶膠結構的石油瀝青，黏性小而流動性大，溫度穩(wěn)定性差。石油瀝青的膠體結構8瀝青材料–8.1瀝青在瀝青中，油分與樹脂互溶，樹脂浸潤地瀝青質。因此，石油瀝青的結構是以地瀝青質為核心，周圍吸附部分樹脂和油分，構成膠團，無數膠團分散在油分中而形成膠體結構。凝膠結構當地瀝青質含量較多而油分和樹脂較少時，膠團外膜較薄，膠團靠近聚集，移動比較困難。這時瀝青形成凝膠結構。具有溶膠結構的石油瀝青，彈性和黏結性較高，溫度穩(wěn)定性較好，但塑性較差。石油瀝青的膠體結構8瀝青材料–8.1瀝青在瀝青中，油分與樹脂互溶，樹脂浸潤地瀝青質。因此，石油瀝青的結構是以地瀝青質為核心，周圍吸附部分樹脂和油分，構成膠團，無數膠團分散在油分中而形成膠體結構。溶膠—凝膠結構當地瀝青質含量適當，并有較多的樹脂作為保護膜層時，膠團之間保持一定的吸引力。這時瀝青形成溶膠—凝膠結構。溶膠—凝膠型石油瀝青的性質介于溶膠型和凝膠型兩者之間。石油瀝青的膠體結構8瀝青材料–8.1瀝青在瀝青中，油分與樹脂互溶，樹脂浸潤地瀝青質。因此，石油瀝青的結構是以地瀝青質為核心，周圍吸附部分樹脂和油分，構成膠團，無數膠團分散在油分中而形成膠體結構。溶膠—凝膠結構溶膠結構凝膠結構石油瀝青的技術性質8瀝青材料–8.1瀝青黏滯性（黏性）塑性溫度敏感性大氣穩(wěn)定性溶解度閃點石油瀝青的技術性質8瀝青材料–8.1瀝青黏滯性（黏性）石油瀝青的黏滯性是反映瀝青材料內部阻礙其相對流動的一種特性，反映了瀝青軟硬、稀稠的程度，是劃分瀝青牌號的主要技術指標。液體石油瀝青的黏滯性用黏滯度（也稱標準黏度）指標表示，它表征了液體瀝青在流動時的內部阻力。黏滯度是在規(guī)定溫度下、從規(guī)定直徑的孔流出50cm3瀝青所需的時間秒數。流出時間越長，表示瀝青的黏度越大。石油瀝青的技術性質8瀝青材料–8.1瀝青黏滯性（黏性）石油瀝青的黏滯性是反映瀝青材料內部阻礙其相對流動的一種特性，反映了瀝青軟硬、稀稠的程度，是劃分瀝青牌號的主要技術指標。半固體或固體石油瀝青的黏滯性用針入度指標表示，它表征了石油瀝青抵抗剪切變形的能力。針入度是在規(guī)定溫度25℃條件下，以規(guī)定重量100g的標準針，在規(guī)定時間5s內貫入試樣中的深度（以0.1mm為1度）表示。針入度越大，表示瀝青越軟，黏度越小。石油瀝青的技術性質8瀝青材料–8.1瀝青塑性塑性是指石油瀝青在外力作用時產生變形而不破壞，除去外力后仍保持變形后的形狀不變的性質。石油瀝青的塑性用延度指標表示。延度是把瀝青試樣制成∞字形標準試模（中間最小截面積為1cm2）在規(guī)定的拉伸速度（5cm/min）和規(guī)定溫度（25℃）下時的伸長長度，以cm為單位。延度越大，表示瀝青塑性越好。石油瀝青的技術性質8瀝青材料–8.1瀝青溫度敏感性溫度敏感性是指石油瀝青的黏滯性和塑性隨溫度升降而變化的性能。石油瀝青的塑性用軟化點指標表示。軟化點是指瀝青由固態(tài)變?yōu)榫哂幸欢鲃有愿囿w的溫度，可采用環(huán)球法測定。把瀝青試樣裝入規(guī)定尺寸（直徑約16mm，高約6mm）的銅環(huán)內，試樣上放置一標準鋼球（直徑9.5mm，重3.5g），浸入水中或甘油中，以規(guī)定的升溫速度（5℃/min）加熱，使瀝青軟化下垂。當瀝青下垂量達25.4mm時的溫度（℃），即為瀝青軟化點。軟化點太低，瀝青夏季易融化發(fā)軟；軟化點太高則不易施工，冬季易發(fā)生脆裂現象。地瀝青質增多，溫度敏感性降低，含蠟量多時，溫度敏感性大?？赏ㄟ^加入滑石粉、石灰石粉等填料來減小溫度敏感性。石油瀝青的技術性質8瀝青材料–8.1瀝青大氣穩(wěn)定性大氣穩(wěn)定性是指石油瀝青在熱、陽光、氧氣和潮濕等因素長期綜合作用下抵抗老化的性能。在大氣因素的綜合作用下，瀝青中的低分子量組分會向高分子量組分轉化遞變，瀝青變脆變硬，即“老化”。石油瀝青的大氣穩(wěn)定性以瀝青試樣在160℃下加熱蒸發(fā)5h，測定加熱蒸發(fā)前后的“蒸發(fā)損失百分率”和“蒸發(fā)后針入度比”來評定。蒸發(fā)損失百分率越小，蒸發(fā)后針入度比越大，瀝青大氣穩(wěn)定性越好，“老化”越慢。蒸發(fā)損失試驗箱油分樹脂地瀝青質快慢石油瀝青的技術性質8瀝青材料–8.1瀝青溶解度溶解度是指石油瀝青在三氯乙烯、四氯化碳或苯中溶解的百分率。用以限制有害的不溶物（如瀝青碳或似碳物）的含量。不溶物會降低瀝青的黏結性。閃點閃點是指加熱瀝青產生的氣體和空氣的混合物，在規(guī)定的條件下與火焰接觸，初次產生藍色閃光時的瀝青溫度。閃點的高低，關系到運輸、貯存和加熱使用等方面的安全。石油瀝青的技術要求8瀝青材料–8.1瀝青石油瀝青的牌號主要根據針入度、延度和軟化點等指標劃分，并以針入度值表示。同一品種的石油瀝青材料，牌號越高，則黏性越?。瘁樔攵仍酱螅?，塑性越好（即延度越大）、溫度敏感性越大（即軟化點越低）。當不能獲得合適牌號的瀝青時，可采用兩種牌號瀝青摻配使用。兩種石油瀝青的摻配比例可用公式估算。

Q1=(T2-T)/(T2-T1)

Q2=100-Q1式中Q1為較軟瀝青用量，%；

Q2為較硬瀝青用量，%；

T1為較軟瀝青軟化點，℃；

T2為較硬瀝青軟化點，℃；

T為要求配置瀝青的軟化點，℃。石油瀝青的摻配8瀝青材料–8.1瀝青石油瀝青的改性8瀝青材料–8.1瀝青建筑上使用的瀝青要求具有一定的性能，通常石油加工廠的瀝青不一定能夠滿足這些要求，因此利用礦物填料、橡膠和樹脂等來改善瀝青的性能。瀝青改性礦物填充料改性瀝青樹脂改性瀝青橡膠改性瀝青提高瀝青的粘性和耐熱性，主要用于生產瀝青膠改善瀝青的耐旱性、耐熱性、粘結性，用于生產卷材、密封材料、防水涂料使瀝青兼具有橡膠的優(yōu)點改性瀝青設備煤瀝青的化學組成8瀝青材料–8.1瀝青游離碳（自由碳）增加瀝青的粘滯性、提高熱穩(wěn)定性樹脂硬樹脂：粘滯性；軟樹脂：塑性油分流動性煤瀝青與石油瀝青的區(qū)別8瀝青材料–8.1瀝青石油瀝青煤瀝青相對密度接近1.01.25–1.28燃燒煙少，無色，有松香味，無毒煙多，黃色，臭味大，有毒氣味常溫下無刺激性氣味常溫下有刺激性臭味顏色呈輝亮褐色濃黑色溶解試驗可溶于汽油或煤油難溶于汽油或煤油捶擊韌性較好，不易碎韌性差，較脆大氣穩(wěn)定性較高較低康腐蝕性差強瀝青防水制品8瀝青材料–8.2瀝青防水材料冷底子油瀝青膠瀝青嵌縫油膏稀釋劑對瀝青稀釋的產物，常溫下用于防水工程的底層由瀝青材料加入礦質填充材料均勻混合制成。主要用于粘貼各層石油瀝青油氈、涂刷面層油、嵌縫街頭、補漏以及防水材料的底層以石油瀝青為基料，加入改性材料、稀釋劑及填充材料混合制成的密封膏。主要用于屋面、墻面、溝和槽的防水嵌縫材料。瀝青防水卷材8瀝青材料–8.2瀝青防水材料石油瀝青防水卷材石油瀝青防水卷材石油瀝青卷材是用原紙、纖維氈等胎體材料浸涂瀝青，表面撒布粉狀、粒狀或片狀材料制成可卷曲的片狀防水材料，包括有胎卷材和無胎卷材。聚合物改性瀝青防水卷材聚合物改性瀝青防水卷材是指以合成高分子聚合物改性瀝青為涂層，纖維織物或纖維氈為胎體，粉狀、粒狀、片狀或薄膜材料為覆蓋材料制成的防水卷材。改善了普通瀝青防水卷材溫度穩(wěn)定性差、延伸率小等缺點。自粘聚合物改性瀝青防水卷材將改性瀝青防水卷材的下表面復合一定厚度的黏結料（如丁基橡膠）和防粘隔離層制成，具有一定的自粘功能。瀝青防水涂料8瀝青材料–8.2瀝青防水材料瀝青基防水涂料瀝青基防水涂料是指以瀝青為成膜物質的防水涂料，有溶劑型和水乳型兩大類。溶劑型瀝青基防水涂料由瀝青、溶劑、改性材料、輔助材料所組成。（環(huán)境污染和火災）水乳型瀝青基防水涂料是以石油瀝青、水、乳化劑、輔助材料等經乳化而制成的。常用品種有乳化瀝青防水涂料、石灰音乳化瀝青防水涂料等。（著力發(fā)展）優(yōu)點：價格低，生產工藝簡單，使用方便高聚物改性瀝青防水涂料高聚物改性瀝青防水涂料是指以瀝青為基料，用合成高分子聚合物進行改性制成的水乳型或溶劑型防水涂料。優(yōu)點：柔韌性、抗裂性、抗拉強度、耐高低溫性能、使用壽命等方面比瀝青基防水涂料有很大的改善。瀝青混合料是將礦料（碎石、砂和填料）與瀝青經混合拌制而成的混合料。礦料起骨架作用，瀝青與填料其膠結填充作用。定義及應用8瀝青材料–8.3瀝青混合料定義瀝青混合料經過攤鋪、壓實成型后就成為瀝青路面。具有較好的粘性和彈塑性材料，路面不需設置施工縫和伸縮縫，施工速度快，行車比較舒適，因此瀝青混合料是高級公路最主要的路面材料。在路面材料上的應用瀝青混合料的組成8瀝青材料–8.3瀝青混合料瀝青不同型號的瀝青材料，具有不同的技術性質，適用于不同等級、不同類型的路面。通常較熱的氣候區(qū)，繁重的交通應采用較稠的瀝青。粗骨料一般是由巖石經過軋碎而制成的碎石組成，也可利用冶金礦渣。細骨料填料天然砂或機制砂，也可以用石屑代替。在瀝青材料中起填充作用的粒徑很小的礦質粉末，石灰?guī)r等石料經磨細而制成。瀝青混合料的組成結構8瀝青材料–8.3瀝青混合料懸浮密實結構骨架空隙結構骨架密實結構瀝青混合料的組成結構8瀝青材料–8.3瀝青混合料懸浮密實結構對于連續(xù)級配密實式瀝青混合料，因粗骨料數量相對較少，細骨料數量較多，使粗骨料懸浮在細骨料之中，形成懸浮密實結構。該結構的瀝青混合料的密實度和強度較高，且連續(xù)級配不易離析而便于施工，但由于粗骨料不能形成骨架，所以穩(wěn)定性較差。目前我國瀝青混凝土主要采用的結構。瀝青混合料的組成結構8瀝青材料–8.3瀝青混合料骨架空隙結構間斷級配開式或半開式瀝青混合料含粗骨料較多，彼此緊密相接形成骨架，細骨料的數量較少，不足以充分填充空隙，形成骨架空隙結構。由于骨料之間的嵌擠力和內摩擦力較大，因此這種瀝青混合料受瀝青材料性質的變化影響較小，熱穩(wěn)定性較好。但瀝青與礦料的粘結力較小，耐久性較差。瀝青混合料的組成結構8瀝青材料–8.3瀝青混合料骨架密實結構間斷級配密實式瀝青混合料即有一定數量的粗骨料形成骨架，又有足夠的細骨料填充到粗骨料之間的空隙，而形成骨架密實結構。該結構綜合了以上兩種結構之長，其密實度、強度和穩(wěn)定性都較好，是一種較理想的結構類型。但是，由于間斷級配粗、細骨料易分離，對施工技術要求較高，目前我國應用還不多。瀝青混合料的技術性質8瀝青材料–8.3瀝青混合料高溫穩(wěn)定性針對夏天瀝青路面變軟、路面會產生波浪和擁包的現象，指在高溫條件下，瀝青混合料能夠抵抗車輛反復作用，不會產生顯著永久變形，保證瀝青路面平整的特性。瀝青用量、瀝青的粘滯性、礦料的級配、礦料的尺寸、形狀等。適當的減少瀝青的用量，可以提高混合料的