土木工程材料第六章 砌筑材料张德思教授主讲
第一节 烧结砖
1,烧结普通砖
烧结普通砖是以粘土,页岩,煤矸石,
粉煤灰为主要原材料,经焙烧而成的尺寸为
240× 115× 53㎜ 直角六面体块材 。
粘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粘结成一体,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 。
烧结普通砖根据抗压强度分为ＭＵ
30,ＭＵ 25,ＭＵ 20,ＭＵ 15,Ｍ
Ｕ 10五个强度等级 。 强度和抗风化性能合格的砖,根据尺寸偏差,
外观质量,泛霜和石灰爆裂等分为优等品 （ Ａ ）,一等品 （ Ｂ ） 和合格品 （ Ｃ ） 三个质量等级 。 各等级砖的具体技术要求如下：
（ 1） 尺寸允许偏差
烧结普通砖的尺寸允许偏差应符合表 6-1的规定 （ 样本数为２０块 ） 。
（ 2） 外观质量
烧结普通砖的优等品颜色应基本一致,一等品和合格品颜色无要求 。 其他外观质量应符合表 6— 2的规定 。
表 6 - 1 烧结普通砖尺寸允许偏差（㎜）
优等品 一等品 合格品公称尺寸 样本平均偏差样本极差
≦
样本平均偏差样本极差
≦
样本平均偏差样本极差
≦
240 ± 2.0 8 ± 2.5 8 ± 3.0 8
1 1 5 ± 1.5 6 ± 2.0 6 ± 2.5 7
53 ± 1.5 4 ± 1.6 5 ± 2.0 6
表 6 — 2 烧结普通砖外观质量要求（ mm ）
项目 优等品 一等品 合格品两条面高度差不大于 2 3 5
弯曲不大于 2 3 5
杂质凸出高度不大于 2 3 5
缺棱掉角的三个破坏尺寸不得同时大于
15 20 30
裂纹长度不大于
a,大面上宽度方向及其延伸至条面的长度
50 60 100
ｂ．大面上长度方向及其延伸至顶面的长度或条顶面上水平裂纹的长度
80 80 120
完整面不得少于一条面和一顶面一条面和一顶面
—
颜色 基本一致 — —
（ 3） 强度等级
烧结普通砖强度应符合表 6— 3的规定 。 强度实验按 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,按平均值一标准值方法
（ 变异系数 δ≦ 0.21时 ） 或平均值一最小值方法
（ 变异系数 δ ＞ 0.21时 ） 评定砖的强度等级 。
强度变异系数（ δ ）按下式计算,
f
S
式中 δ —— 砖强度变异系数，精确至 0.01 M P a ；
S —— 10 块试样抗压强度标准差，精确至 0.01 M P a 。
f
一一 10 块试样的抗压强度平均值，精确至 0,1 M P a 。
标准差 S 按下式计算,
10
1
2
9
1
i
i
ffS ）（
式中 f
i
—— 单块试样抗压强度测定值，精确至 0.01 M P a 。
样本量ｎ＝ 10 时的强度标准值（ f
k
）按下式计算,
Sff
k
8.1
表 6 — 3 烧结普通砖强度等级划分规定（ M P a ）
变异系数
δ≦ 0.21
变异系数
δ ＞ 0.21
强度等级抗压强度平均值
f
强度标准值
f
k
≥
单块最小抗压强度值 f
m i n
≥
ＭＵ 30 30.0 22.0 25.0
ＭＵ 25 25.0 18.0 22.0
ＭＵ 20 20.0 14.0 16.0
ＭＵ 15 15.0 10.0 12.0
ＭＵ 10 10.0 6.5 7.5
（ 4） 烧结普通砖的缺陷指标
当生产烧结砖的原料中含有有害杂质或生产工艺不当时,均可造成烧结砖的质量缺陷,影响砖的耐久性 。 主要缺陷及耐久性指标有：
1） 烧结砖的泛霜
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,由于大量盐类的溶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 。 国家标准规定优等砖不得有泛霜现象,合格砖不得严重泛霜 。
２ ） 烧结砖的石灰爆裂
有时生产烧结砖的原料中夹有石灰石等杂物,经焙烧后砖内形成了颗粒状的石灰块等物质 。 处于干燥条件下时,
这些杂质不会影响砖的性能,一旦吸水后,就会产生局部体积膨胀,导致砖体开裂甚至崩溃 。 石灰爆裂不仅造成砖体的外观缺陷和强度降低,还可能造成对砌体的严重危害 。
3） 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粘结在一起成为整体 。 当焙烧温度不足时,
熔融物太少,难以充满砖体内部,粘结不牢,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 。
（ 5） 烧结砖的耐久性
烧结砖的耐久性除了砖的泛霜和石灰爆裂性外,还包括抗风化性能 。 砖的抗风化性能用抗冻融试验或吸水率试验来衡量 。 标准 GBS101一 2000规定,黑龙江,吉林,辽宁,内蒙古,新疆等五省,区必须进行冻融试验；其他地区,砖的吸水率满足表
6— 4的,可不做冻融试验 。
注：粉煤灰掺入量（体积比）小于 30％时，抗风化性能指标按粘土砖规定。
表 6 — 4 抗风化性能（ G B 5 1 0 1 一 2000 ）
严重风化区 非严重风化区
5 ｈ沸煮吸水率,％ ≤
饱和系数 ≤ 5 ｈ沸煮吸水率,％ ≤
饱和系数 ≤
项目砖种类平均值单块最大值平均值单块最大值平均值单块最大值平均值单块最大值粘土砖 21 23 23 25
粉煤灰砖 23 25
0,8 5 0,8 7
30 32
0,8 8 0,9 0
页岩砖 16 18 18 20
煤矸石砖 19 21
0,7 4 0,7 7
21 23
0,7 8 0,8 0
2,烧结多孔砖和空心砖
（ 1） 烧结多孔砖
烧结多孔砖通常指砖内孔径不大于 22ｍｍ,孔洞率不小于 15 ％ 的烧结砖 。 外型尺寸可为长度 （ L）
290,240,190㎜,宽度 （ B） 240,190,180、
175,140,115㎜,高度 （ H） 90㎜ 的不同组合而成 。
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
10块的抗压强度分为ＭＵ 30,ＭＵ 25,ＭＵ 20、
ＭＵ 15,ＭＵ 10五个强度等级 。
（ 2） 烧结空心砖
烧结空心砖是指孔洞率大于１５ ％,
孔尺寸大而孔数量少的砖 。 烧结空心砖的尺寸一般较大,空洞通常平行于承压面,
抗压强度较低 。 依据抗压强度可划分为Ｍ
Ｕ 5.0,ＭＵ 3.0和ＭＵ 2.0三种强度等级 。
根据空心砖 （ 含空洞 ） 的表观密度划分为 800,900,1100㎏ /m3三个等级的空心砖 。 每个密度级别根据外观质量,强度等级,尺寸偏差和物理性能,又分为优等品 （ Ａ ）,一等品 （ Ｂ ） 与合格品 （ Ｃ ）
三个等级 。
第二节 天然石材
岩石是在地质作用下产生的,由一种或多种矿物按一定的规律组成的自然集合体 。
天然石材是指从天然岩石中采得的毛石,
或经加工制成的石块,石板及其定型制品等 。 天然石材具有抗压强度高,耐久性好,
生产成本低等优点,是古今土木建筑工程的主要建筑材料 。
2.1工程砌筑石材
工程对砌筑石材的要求有：
（ １ ） 石材尺寸规格
常用的砌筑石材有毛石和料石 。 毛石为不规则形,但毛石的中间厚度不小于 15ｃｍ,
至少有一个方向的长度不小于 30㎝,平毛石应有两个大致平行的面 。 料石的宽度和厚度均不宜小于 20ｃｍ,长度不宜大于厚度的４倍,形状应大致呈六面体 。
（ ２ ） 石材抗压强度
根据边长 70ｍｍ立方体试件的抗压强度,
砌筑石材的强度等级分为ＭＵ 10,ＭＵ 15、
ＭＵ 20,ＭＵ 30,ＭＵ 40,ＭＵ 50,ＭＵ
60,ＭＵ 80,ＭＵ 100共九个等级 。
表 6 - 5 石材试件的尺寸强度换算系数立方体边长（ cm ）
200 150 100 70 50
换算系数
1,4 3 1,2 8 1,1 4 1,0 0 0,8 6
（ ３ ） 石材耐水性
石材的耐水性用软化系数 K表示 。 高耐水性石材,其软化系数为 K＞ 0.90,中耐水性石材,其软化系数为
0.7～ 0.9,低耐水性石材,其软化系数为Ｋ＝ 0.6~0.7。
(４ ) 石材抗冻性
试件在规定的冻融循环次数内无 （ 穿过试件两棱角的 ）
贯穿裂纹,质量损失不超过５ ％,强度降低不大于２５
％ 的石材方为合格 。
对于有特殊要求的工程,还可能要求石材的耐磨性,
吸水性或抗冲击性 。 决定石材上述技术性质的因素有：
矿物组成,结构特征,构造特点,受风化作用的程度等 。
常用砌筑石材有花岗岩,石灰岩,砂岩,片麻岩等 。
2.2 装饰石材
（ 1） 天然大理石
天然大理石是石灰岩或白云岩在地壳内经过高温高压作用形成的变质岩,多为层状结构,有明显的结晶,纹理有斑纹,
条纹之分,是一种富有装饰性的天然石材 。
天然大理石化学成分为碳酸盐 （ 如碳酸钙或碳酸镁 ）,矿物成分为方解石或白云石,
纯大理石为白色,当含有部分其它深色矿物时,便产生多种色彩与优美花纹 。 从色彩上来说,有纯黑,纯白,纯灰,墨绿等数种 。 从纹理上说,有晚霞,云雾,山水,
海浪等山水图案,自然景观 。
大理石抗压强度较高，但硬度并不太高，
易于加工雕刻与抛光。由于这些优点，
使其在工程装饰中得以广泛应用。当大理石长期受雨水冲刷，特别是受酸性雨水冲刷时，可能使大理石表面的某些物质被侵蚀，从而失去原貌和光泽，影响装饰效果，因此大理石多用于室内装饰。
（ 2） 天然花岗石
建筑用天然花岗石是由天然花岗石加工成板材,块材用于建筑装饰工程中 。 花岗岩是典型的火成岩,是全晶质岩石,
其主要成分是石英,长石和少量的暗色矿物和云母 。 按结晶颗粒大小,分为细粒,中粒和斑状等 。 颜色呈灰色,黄色,
蔷薇色,红花等 。 优质花岗岩石英含量多 （ ２０～４０ ％ ）,云母含量少,晶粒细而匀,结构紧密,不含其他杂质,
抛光后光泽明亮,不易风化,色调鲜明,
花色丰富,庄重大方 。
花岗岩比大理石密度大，密度为 2300～
2800㎏ ／ｍ 3，抗压强度高达 120～ 250
MPa。孔隙率吸水率极低，材质硬度高，
其耐磨、耐久、耐腐蚀性能均优于其他石材。经抛光后，是室内外地面、墙面、踏步、柱石、勒脚等处首选装饰材料。
第三节 砌块
砌块是用于砌筑工程的人造块材,砌块与砖的主要区别是,砌块的长度大于
365ｍｍ或宽度大于 240ｍｍ或高度大于
115ｍｍ 。 工程中常用的砌块有：水泥混凝土砌块,轻集料混凝土砌块,炉渣砌块,
粉煤灰砌块及其它硅酸盐砌块,水泥混凝土铺地砖等 。
（ 1） 混凝土空心砌块
工程中常用的混凝土空心砌块尺寸一般为 ３９０ × １９０ × １９０ｍｍ,２
９０ × １９０ × １９０ｍｍ和 １９０ ×
１９０ × １９０ｍｍ,孔洞率一般为 ３
５ ％ ～６０ ％ 。 强度等级分别为 ＭＵ 3.5、
ＭＵ 5.0,ＭＵ 7.5,ＭＵ 10,ＭＵ 15.0和
ＭＵ 20.0六个等级 。 按其尺寸偏差和外观质量分为优等品 （ Ａ ）,一等品 （ Ｂ ） 及合格品 （ Ｃ ） 三个等级 。
混凝土砌块使用前,应首先检验外观质量和尺寸偏差,合格后再检验其抗压强度及相对含水率 。 必要时检验其抗渗性和抗冻性 。 其中相对含水率是指砌块的实际含水率与其最大吸水率之比 。
当混凝土砌块使用轻集料时,空心砌块的重量大为减轻,按其表观密度 （ 含孔洞 ） 有 500～ 1000 kg／ｍ 3不等 。 常用的轻集科有陶粒,煤渣,自燃煤矸石和膨胀珍珠岩等 。
（ 2） 蒸压加气混凝土砌块 （ ＡＣＢ ）
蒸压加气混凝土砌块是用钙质材料
（ 如水泥,石灰 ） 和硅质材料 （ 如砂子,
粉煤灰,矿渣 ） 的配料中加入铝粉作加气剂,经加水搅拌,浇注成型,发气膨胀,预养切割,再经高压蒸汽养护而成的多孔硅酸盐砌块 。
发气剂又称加气剂,是制造加气混凝土的关键材料 。 发气剂大多选用脱脂铝粉 。 掺入浆料中的铝粉,在碱性条件下产生化学反应：
铝粉极细,产生的氢气形成许多小气泡,保留在很快凝固的混凝土中 。 这些大量的均匀分布的小气泡,使加气混凝土砌块具有许多优良特性 。 #
222 32222 HAl OOHOHAl
例 6-1 试解释制成红砖与青砖的原理 。
焙烧是制砖最重要的环节 。 当砖坯在氧化气氛中烧成出窑,砖中的铁质形成了红色的 Fe2O3,则制得红砖 。 若砖坯在氧化气氛中烧成后,再经浇水闷窑,
使窑内形成还原气氛,促使砖内的红色高阶氧化铁
（ Fe2O3） 还原成青灰色的低价氧化铁 (FeO),即制得青砖 。
粘土砖焙烧温度为 950℃ 左右烧出的砖色泽多为红色 。 这是由于砖中的着色矿物,如在氧化气氛中保温,冷却时,铁形成了呈红色的 Fe2O3之故 。 而为获得青色,则焙烧开始阶段在氧化气氛中,达到焙烧温度后,封闭火门,隔绝空气流入,并配合从窑顶洇水入窑,产生大量水蒸汽,转变成缺氧环境,
使砖在还原气氛里保温,冷却 。 这时,砖中形成的是呈青灰色的氧化铁 (FeO),制得青砖 。
例 6-2何谓烧结普通砖的泛霜和石灰爆裂？ 它们对建筑物有何影响？
解
泛霜是指粘土原料中的可溶性盐类 （ 如硫酸钠等 ）,随着砖内水分蒸发而在砖表面产生的盐析现象,
一般为白色粉末,常在砖表面形成絮团状斑点 。 泛霜的砖用于建筑中的潮湿部位时,由于大量盐类的溶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 。
当原料土中夹杂有石灰质时,则烧砖时将被烧成过烧的石灰留在砖中 。 石灰有时也由掺入的内燃料 （ 煤渣 ）
带入 。 这些石灰在砖体内吸水消化时产生体积膨胀,导致砖发生胀裂破坏,这种现象称为石灰爆裂 。
石灰爆裂对砖砌体影响较大,轻者影响外观,重者将使砖砌体强度降低直至破坏 。 砖中石灰质颗粒越大,含量越多,则对砖砌体强度影响越大 。
ＧＢ 5101— 2000规定,优等品砖不允许有泛霜现象,一等品砖不允许出现中等泛霜,合格品砖不允许出现严重泛霜 。
标准规定,优等品砖不允许出现最大破坏尺寸大于 2mm的爆裂区域；一等品砖不允许出现最大破坏尺寸大于 10 mm的爆裂区域,在 ２～ 10 mm之间爆裂区域,每组砖样不得多于 15处 。
例 6-3 如何识别欠火砖和过火砖？
解
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粘结在一起成为整体 。 当焙烧温度不足时,熔融物太少,难以充满砖体内部,粘结不牢,
这种砖称为欠火砖 。 欠火砖,低温下焙烧,
粘土颗粒间熔融物少,孔隙率大,强度低,
吸水率大,耐久性差；过火砖由于烧成温度过高,产生软化变形,造成外形尺寸极不规整 。 欠火砖色浅,敲击时声哑,过火砖色较深,敲击时声清脆 。
例 6-4 某烧结普通砖试验,10块砖样的抗压强度值分别为,14.2,21.1、
9.5,22.9,13.3,18.8,18.2,18.2,19.8,19.8（ MPa）,试确定该砖的强度等级 。
解
计算 10块试样的抗压强度平均值为：
由表 6— 3,该砖的强度等级为 MU10。
f =
）（ 8.198.192.182.188.183.139.225.91.212.14
10
1
=17,6 MP a
计算标准差 S,?
10
1
2
9
1
i
i
ffS ）（
将单块试样抗压强度测定值 f
i,
f
代入求得 S= 4,05 MP a
计算强度变异系数（ δ ）,
23.0
6.17
05.4
f
S
∵ 变异系数 δ =0,23 ＞ 0,21
单块最小抗压强度值 f
mi n
=9,5 ≥ 7,5
例 6-5 选用天然石材的原则是什么？ 为什么一般大理石板材不宜用于室外？
解
选用天然石材时应满足以下几方面的要求：
1,适用性 。 是指在选用建筑石材时,应针对建筑物不同部位,选用满足技术要求的石材 。 如对于结构用石材,主要要求指标是石材的强度,耐水性,
抗冻性等；饰面用石材,主要技术要求是尺寸公差,
表面平整度,光泽度和外观缺陷等；
２,经济性 。 由于天然石材自重大,开采运输不方便,故应贯彻就地取材原则,以缩短运距,降低成本 。 同时,天然岩石雕琢加工困难,加工费工耗时,成本高 。 一些名贵石材,价格高昂,因此选材时必须予以慎重考虑 。
３,色彩 。 石材装饰必须要与建筑环境相协调,其中色彩相融性尤其明显和重要 。
因此选用天然石材时,必须认真考虑所选石材的颜色与纹理,力争取得最佳装饰效果 。
天然大理石化学成分为碳酸盐 。 当大理石长期受雨水冲刷,特别是受酸性雨水冲刷时,可能使大理石表面的某些物质被侵蚀,
从而失去原貌和光泽,影响装饰效果,因此一般大理石板材不宜用于室外装饰 。
第一节 烧结砖
1,烧结普通砖
烧结普通砖是以粘土,页岩,煤矸石,
粉煤灰为主要原材料,经焙烧而成的尺寸为
240× 115× 53㎜ 直角六面体块材 。
粘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粘结成一体,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 。
烧结普通砖根据抗压强度分为ＭＵ
30,ＭＵ 25,ＭＵ 20,ＭＵ 15,Ｍ
Ｕ 10五个强度等级 。 强度和抗风化性能合格的砖,根据尺寸偏差,
外观质量,泛霜和石灰爆裂等分为优等品 （ Ａ ）,一等品 （ Ｂ ） 和合格品 （ Ｃ ） 三个质量等级 。 各等级砖的具体技术要求如下：
（ 1） 尺寸允许偏差
烧结普通砖的尺寸允许偏差应符合表 6-1的规定 （ 样本数为２０块 ） 。
（ 2） 外观质量
烧结普通砖的优等品颜色应基本一致,一等品和合格品颜色无要求 。 其他外观质量应符合表 6— 2的规定 。
表 6 - 1 烧结普通砖尺寸允许偏差（㎜）
优等品 一等品 合格品公称尺寸 样本平均偏差样本极差
≦
样本平均偏差样本极差
≦
样本平均偏差样本极差
≦
240 ± 2.0 8 ± 2.5 8 ± 3.0 8
1 1 5 ± 1.5 6 ± 2.0 6 ± 2.5 7
53 ± 1.5 4 ± 1.6 5 ± 2.0 6
表 6 — 2 烧结普通砖外观质量要求（ mm ）
项目 优等品 一等品 合格品两条面高度差不大于 2 3 5
弯曲不大于 2 3 5
杂质凸出高度不大于 2 3 5
缺棱掉角的三个破坏尺寸不得同时大于
15 20 30
裂纹长度不大于
a,大面上宽度方向及其延伸至条面的长度
50 60 100
ｂ．大面上长度方向及其延伸至顶面的长度或条顶面上水平裂纹的长度
80 80 120
完整面不得少于一条面和一顶面一条面和一顶面
—
颜色 基本一致 — —
（ 3） 强度等级
烧结普通砖强度应符合表 6— 3的规定 。 强度实验按 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,按平均值一标准值方法
（ 变异系数 δ≦ 0.21时 ） 或平均值一最小值方法
（ 变异系数 δ ＞ 0.21时 ） 评定砖的强度等级 。
强度变异系数（ δ ）按下式计算,
f
S
式中 δ —— 砖强度变异系数，精确至 0.01 M P a ；
S —— 10 块试样抗压强度标准差，精确至 0.01 M P a 。
f
一一 10 块试样的抗压强度平均值，精确至 0,1 M P a 。
标准差 S 按下式计算,
10
1
2
9
1
i
i
ffS ）（
式中 f
i
—— 单块试样抗压强度测定值，精确至 0.01 M P a 。
样本量ｎ＝ 10 时的强度标准值（ f
k
）按下式计算,
Sff
k
8.1
表 6 — 3 烧结普通砖强度等级划分规定（ M P a ）
变异系数
δ≦ 0.21
变异系数
δ ＞ 0.21
强度等级抗压强度平均值
f
强度标准值
f
k
≥
单块最小抗压强度值 f
m i n
≥
ＭＵ 30 30.0 22.0 25.0
ＭＵ 25 25.0 18.0 22.0
ＭＵ 20 20.0 14.0 16.0
ＭＵ 15 15.0 10.0 12.0
ＭＵ 10 10.0 6.5 7.5
（ 4） 烧结普通砖的缺陷指标
当生产烧结砖的原料中含有有害杂质或生产工艺不当时,均可造成烧结砖的质量缺陷,影响砖的耐久性 。 主要缺陷及耐久性指标有：
1） 烧结砖的泛霜
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,由于大量盐类的溶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 。 国家标准规定优等砖不得有泛霜现象,合格砖不得严重泛霜 。
２ ） 烧结砖的石灰爆裂
有时生产烧结砖的原料中夹有石灰石等杂物,经焙烧后砖内形成了颗粒状的石灰块等物质 。 处于干燥条件下时,
这些杂质不会影响砖的性能,一旦吸水后,就会产生局部体积膨胀,导致砖体开裂甚至崩溃 。 石灰爆裂不仅造成砖体的外观缺陷和强度降低,还可能造成对砌体的严重危害 。
3） 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粘结在一起成为整体 。 当焙烧温度不足时,
熔融物太少,难以充满砖体内部,粘结不牢,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 。
（ 5） 烧结砖的耐久性
烧结砖的耐久性除了砖的泛霜和石灰爆裂性外,还包括抗风化性能 。 砖的抗风化性能用抗冻融试验或吸水率试验来衡量 。 标准 GBS101一 2000规定,黑龙江,吉林,辽宁,内蒙古,新疆等五省,区必须进行冻融试验；其他地区,砖的吸水率满足表
6— 4的,可不做冻融试验 。
注：粉煤灰掺入量（体积比）小于 30％时，抗风化性能指标按粘土砖规定。
表 6 — 4 抗风化性能（ G B 5 1 0 1 一 2000 ）
严重风化区 非严重风化区
5 ｈ沸煮吸水率,％ ≤
饱和系数 ≤ 5 ｈ沸煮吸水率,％ ≤
饱和系数 ≤
项目砖种类平均值单块最大值平均值单块最大值平均值单块最大值平均值单块最大值粘土砖 21 23 23 25
粉煤灰砖 23 25
0,8 5 0,8 7
30 32
0,8 8 0,9 0
页岩砖 16 18 18 20
煤矸石砖 19 21
0,7 4 0,7 7
21 23
0,7 8 0,8 0
2,烧结多孔砖和空心砖
（ 1） 烧结多孔砖
烧结多孔砖通常指砖内孔径不大于 22ｍｍ,孔洞率不小于 15 ％ 的烧结砖 。 外型尺寸可为长度 （ L）
290,240,190㎜,宽度 （ B） 240,190,180、
175,140,115㎜,高度 （ H） 90㎜ 的不同组合而成 。
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
10块的抗压强度分为ＭＵ 30,ＭＵ 25,ＭＵ 20、
ＭＵ 15,ＭＵ 10五个强度等级 。
（ 2） 烧结空心砖
烧结空心砖是指孔洞率大于１５ ％,
孔尺寸大而孔数量少的砖 。 烧结空心砖的尺寸一般较大,空洞通常平行于承压面,
抗压强度较低 。 依据抗压强度可划分为Ｍ
Ｕ 5.0,ＭＵ 3.0和ＭＵ 2.0三种强度等级 。
根据空心砖 （ 含空洞 ） 的表观密度划分为 800,900,1100㎏ /m3三个等级的空心砖 。 每个密度级别根据外观质量,强度等级,尺寸偏差和物理性能,又分为优等品 （ Ａ ）,一等品 （ Ｂ ） 与合格品 （ Ｃ ）
三个等级 。
第二节 天然石材
岩石是在地质作用下产生的,由一种或多种矿物按一定的规律组成的自然集合体 。
天然石材是指从天然岩石中采得的毛石,
或经加工制成的石块,石板及其定型制品等 。 天然石材具有抗压强度高,耐久性好,
生产成本低等优点,是古今土木建筑工程的主要建筑材料 。
2.1工程砌筑石材
工程对砌筑石材的要求有：
（ １ ） 石材尺寸规格
常用的砌筑石材有毛石和料石 。 毛石为不规则形,但毛石的中间厚度不小于 15ｃｍ,
至少有一个方向的长度不小于 30㎝,平毛石应有两个大致平行的面 。 料石的宽度和厚度均不宜小于 20ｃｍ,长度不宜大于厚度的４倍,形状应大致呈六面体 。
（ ２ ） 石材抗压强度
根据边长 70ｍｍ立方体试件的抗压强度,
砌筑石材的强度等级分为ＭＵ 10,ＭＵ 15、
ＭＵ 20,ＭＵ 30,ＭＵ 40,ＭＵ 50,ＭＵ
60,ＭＵ 80,ＭＵ 100共九个等级 。
表 6 - 5 石材试件的尺寸强度换算系数立方体边长（ cm ）
200 150 100 70 50
换算系数
1,4 3 1,2 8 1,1 4 1,0 0 0,8 6
（ ３ ） 石材耐水性
石材的耐水性用软化系数 K表示 。 高耐水性石材,其软化系数为 K＞ 0.90,中耐水性石材,其软化系数为
0.7～ 0.9,低耐水性石材,其软化系数为Ｋ＝ 0.6~0.7。
(４ ) 石材抗冻性
试件在规定的冻融循环次数内无 （ 穿过试件两棱角的 ）
贯穿裂纹,质量损失不超过５ ％,强度降低不大于２５
％ 的石材方为合格 。
对于有特殊要求的工程,还可能要求石材的耐磨性,
吸水性或抗冲击性 。 决定石材上述技术性质的因素有：
矿物组成,结构特征,构造特点,受风化作用的程度等 。
常用砌筑石材有花岗岩,石灰岩,砂岩,片麻岩等 。
2.2 装饰石材
（ 1） 天然大理石
天然大理石是石灰岩或白云岩在地壳内经过高温高压作用形成的变质岩,多为层状结构,有明显的结晶,纹理有斑纹,
条纹之分,是一种富有装饰性的天然石材 。
天然大理石化学成分为碳酸盐 （ 如碳酸钙或碳酸镁 ）,矿物成分为方解石或白云石,
纯大理石为白色,当含有部分其它深色矿物时,便产生多种色彩与优美花纹 。 从色彩上来说,有纯黑,纯白,纯灰,墨绿等数种 。 从纹理上说,有晚霞,云雾,山水,
海浪等山水图案,自然景观 。
大理石抗压强度较高，但硬度并不太高，
易于加工雕刻与抛光。由于这些优点，
使其在工程装饰中得以广泛应用。当大理石长期受雨水冲刷，特别是受酸性雨水冲刷时，可能使大理石表面的某些物质被侵蚀，从而失去原貌和光泽，影响装饰效果，因此大理石多用于室内装饰。
（ 2） 天然花岗石
建筑用天然花岗石是由天然花岗石加工成板材,块材用于建筑装饰工程中 。 花岗岩是典型的火成岩,是全晶质岩石,
其主要成分是石英,长石和少量的暗色矿物和云母 。 按结晶颗粒大小,分为细粒,中粒和斑状等 。 颜色呈灰色,黄色,
蔷薇色,红花等 。 优质花岗岩石英含量多 （ ２０～４０ ％ ）,云母含量少,晶粒细而匀,结构紧密,不含其他杂质,
抛光后光泽明亮,不易风化,色调鲜明,
花色丰富,庄重大方 。
花岗岩比大理石密度大，密度为 2300～
2800㎏ ／ｍ 3，抗压强度高达 120～ 250
MPa。孔隙率吸水率极低，材质硬度高，
其耐磨、耐久、耐腐蚀性能均优于其他石材。经抛光后，是室内外地面、墙面、踏步、柱石、勒脚等处首选装饰材料。
第三节 砌块
砌块是用于砌筑工程的人造块材,砌块与砖的主要区别是,砌块的长度大于
365ｍｍ或宽度大于 240ｍｍ或高度大于
115ｍｍ 。 工程中常用的砌块有：水泥混凝土砌块,轻集料混凝土砌块,炉渣砌块,
粉煤灰砌块及其它硅酸盐砌块,水泥混凝土铺地砖等 。
（ 1） 混凝土空心砌块
工程中常用的混凝土空心砌块尺寸一般为 ３９０ × １９０ × １９０ｍｍ,２
９０ × １９０ × １９０ｍｍ和 １９０ ×
１９０ × １９０ｍｍ,孔洞率一般为 ３
５ ％ ～６０ ％ 。 强度等级分别为 ＭＵ 3.5、
ＭＵ 5.0,ＭＵ 7.5,ＭＵ 10,ＭＵ 15.0和
ＭＵ 20.0六个等级 。 按其尺寸偏差和外观质量分为优等品 （ Ａ ）,一等品 （ Ｂ ） 及合格品 （ Ｃ ） 三个等级 。
混凝土砌块使用前,应首先检验外观质量和尺寸偏差,合格后再检验其抗压强度及相对含水率 。 必要时检验其抗渗性和抗冻性 。 其中相对含水率是指砌块的实际含水率与其最大吸水率之比 。
当混凝土砌块使用轻集料时,空心砌块的重量大为减轻,按其表观密度 （ 含孔洞 ） 有 500～ 1000 kg／ｍ 3不等 。 常用的轻集科有陶粒,煤渣,自燃煤矸石和膨胀珍珠岩等 。
（ 2） 蒸压加气混凝土砌块 （ ＡＣＢ ）
蒸压加气混凝土砌块是用钙质材料
（ 如水泥,石灰 ） 和硅质材料 （ 如砂子,
粉煤灰,矿渣 ） 的配料中加入铝粉作加气剂,经加水搅拌,浇注成型,发气膨胀,预养切割,再经高压蒸汽养护而成的多孔硅酸盐砌块 。
发气剂又称加气剂,是制造加气混凝土的关键材料 。 发气剂大多选用脱脂铝粉 。 掺入浆料中的铝粉,在碱性条件下产生化学反应：
铝粉极细,产生的氢气形成许多小气泡,保留在很快凝固的混凝土中 。 这些大量的均匀分布的小气泡,使加气混凝土砌块具有许多优良特性 。 #
222 32222 HAl OOHOHAl
例 6-1 试解释制成红砖与青砖的原理 。
焙烧是制砖最重要的环节 。 当砖坯在氧化气氛中烧成出窑,砖中的铁质形成了红色的 Fe2O3,则制得红砖 。 若砖坯在氧化气氛中烧成后,再经浇水闷窑,
使窑内形成还原气氛,促使砖内的红色高阶氧化铁
（ Fe2O3） 还原成青灰色的低价氧化铁 (FeO),即制得青砖 。
粘土砖焙烧温度为 950℃ 左右烧出的砖色泽多为红色 。 这是由于砖中的着色矿物,如在氧化气氛中保温,冷却时,铁形成了呈红色的 Fe2O3之故 。 而为获得青色,则焙烧开始阶段在氧化气氛中,达到焙烧温度后,封闭火门,隔绝空气流入,并配合从窑顶洇水入窑,产生大量水蒸汽,转变成缺氧环境,
使砖在还原气氛里保温,冷却 。 这时,砖中形成的是呈青灰色的氧化铁 (FeO),制得青砖 。
例 6-2何谓烧结普通砖的泛霜和石灰爆裂？ 它们对建筑物有何影响？
解
泛霜是指粘土原料中的可溶性盐类 （ 如硫酸钠等 ）,随着砖内水分蒸发而在砖表面产生的盐析现象,
一般为白色粉末,常在砖表面形成絮团状斑点 。 泛霜的砖用于建筑中的潮湿部位时,由于大量盐类的溶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 。
当原料土中夹杂有石灰质时,则烧砖时将被烧成过烧的石灰留在砖中 。 石灰有时也由掺入的内燃料 （ 煤渣 ）
带入 。 这些石灰在砖体内吸水消化时产生体积膨胀,导致砖发生胀裂破坏,这种现象称为石灰爆裂 。
石灰爆裂对砖砌体影响较大,轻者影响外观,重者将使砖砌体强度降低直至破坏 。 砖中石灰质颗粒越大,含量越多,则对砖砌体强度影响越大 。
ＧＢ 5101— 2000规定,优等品砖不允许有泛霜现象,一等品砖不允许出现中等泛霜,合格品砖不允许出现严重泛霜 。
标准规定,优等品砖不允许出现最大破坏尺寸大于 2mm的爆裂区域；一等品砖不允许出现最大破坏尺寸大于 10 mm的爆裂区域,在 ２～ 10 mm之间爆裂区域,每组砖样不得多于 15处 。
例 6-3 如何识别欠火砖和过火砖？
解
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粘结在一起成为整体 。 当焙烧温度不足时,熔融物太少,难以充满砖体内部,粘结不牢,
这种砖称为欠火砖 。 欠火砖,低温下焙烧,
粘土颗粒间熔融物少,孔隙率大,强度低,
吸水率大,耐久性差；过火砖由于烧成温度过高,产生软化变形,造成外形尺寸极不规整 。 欠火砖色浅,敲击时声哑,过火砖色较深,敲击时声清脆 。
例 6-4 某烧结普通砖试验,10块砖样的抗压强度值分别为,14.2,21.1、
9.5,22.9,13.3,18.8,18.2,18.2,19.8,19.8（ MPa）,试确定该砖的强度等级 。
解
计算 10块试样的抗压强度平均值为：
由表 6— 3,该砖的强度等级为 MU10。
f =
）（ 8.198.192.182.188.183.139.225.91.212.14
10
1
=17,6 MP a
计算标准差 S,?
10
1
2
9
1
i
i
ffS ）（
将单块试样抗压强度测定值 f
i,
f
代入求得 S= 4,05 MP a
计算强度变异系数（ δ ）,
23.0
6.17
05.4
f
S
∵ 变异系数 δ =0,23 ＞ 0,21
单块最小抗压强度值 f
mi n
=9,5 ≥ 7,5
例 6-5 选用天然石材的原则是什么？ 为什么一般大理石板材不宜用于室外？
解
选用天然石材时应满足以下几方面的要求：
1,适用性 。 是指在选用建筑石材时,应针对建筑物不同部位,选用满足技术要求的石材 。 如对于结构用石材,主要要求指标是石材的强度,耐水性,
抗冻性等；饰面用石材,主要技术要求是尺寸公差,
表面平整度,光泽度和外观缺陷等；
２,经济性 。 由于天然石材自重大,开采运输不方便,故应贯彻就地取材原则,以缩短运距,降低成本 。 同时,天然岩石雕琢加工困难,加工费工耗时,成本高 。 一些名贵石材,价格高昂,因此选材时必须予以慎重考虑 。
３,色彩 。 石材装饰必须要与建筑环境相协调,其中色彩相融性尤其明显和重要 。
因此选用天然石材时,必须认真考虑所选石材的颜色与纹理,力争取得最佳装饰效果 。
天然大理石化学成分为碳酸盐 。 当大理石长期受雨水冲刷,特别是受酸性雨水冲刷时,可能使大理石表面的某些物质被侵蚀,
从而失去原貌和光泽,影响装饰效果,因此一般大理石板材不宜用于室外装饰 。
