作用,是砌体的重要组成部分。 1.砌筑砂浆的组成材料 (1)胶凝材料
①水泥: 水泥是砂浆的主要胶凝材料,其品种应根据砂浆的用途及使用环境来选择,常用的有普通水泥、矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、复合水泥等。水泥强度等级宜为砂浆强度等级的4~5倍,用于配制水泥砂浆的水泥强度等级不宜大于32.5级,用于配制水泥混合砂浆的水泥强度等级不宜大于42.5级。
②掺加料: 为改善砂浆的和易性,降低水泥用量,往往在水泥砂浆中加入石灰膏、电石膏、粉煤灰、粘土膏等掺加料,配制成水泥混合砂浆。 (2)细骨料
砌筑砂浆用细骨料主要为天然砂,宜选用中砂,其中毛石砌体宜选用粗砂。砂的含泥量,对水泥砂浆和强度等级不小于M5的水泥混合砂浆不应超过5%,强度等级小于M5的水泥混合砂浆,不应超过10%。 (3)水
拌制砂浆应采用不含有害杂质的洁净水,一般与混凝土用水要求相同。 (4)外加剂
为改善或提高砂浆的某些性能,以便能更好地满足施工条件和使用功能的要求,可在砂浆中掺入外加剂。 2.砌筑砂浆的技术性质 (1)和易性
新拌砂浆应具有良好的和易性。和易性良好的砂浆易在粗糙的砖、石基面上铺成均匀的薄层,且能与基层紧密粘结。即砂浆的和易性是指砂浆易于施工操作,又能保证质量的综合性质,包括流动性(稠度)和保水性两方面的含义。 ①流动性(稠度):是指砂浆在自重或外力作用下产生流动的性质。稠度用砂浆稠度测定仪测定,以沉入度(mm)表示。
②保水性:是指新拌砂浆保持其内部水分不泌出的能力。
砂浆的保水性用砂浆分层度测量仪测定,以分层度(mm) 表示。分层度过大,大于30 mm易产生分层离析不利于施工;分层度过小,或接近于零的砂浆,容易发生干缩裂缝;故砌筑砂浆分层度不得大于30mm,不宜小于10mm;分层度在10~20 mm之间为宜。 (2)强度与强度等级
砂浆在砌体中主要起传递荷载的作用,因此,砂浆应具有一定的强度。以抗压强度作为其强度指标。砂浆的强度等级是以尺寸为 70.7mm 370.7mm370.7mm的立方体试块,在标准条件(水泥砂浆为温度为20℃±2℃,相对湿度90%以上;水泥混合砂浆为20℃±2℃,相对湿度60%~80%)下养护28d,由标准试验方法测得的抗压强度来确定的。
砌筑砂浆按抗压强度划分为M20、M15、M10、M7.5、M5.0、M2.5等六个强度等级。 砂浆的强度除受砂浆本身的组成材料及配合比影响外,还与基层材料的吸水性能有关。 ① 不吸水基层(如致密石材):影响砂浆强度的主要因素与混凝土基本相同,即主要取
决于水泥强度和水灰比。 ② 吸水基层:用于吸水基层(砖和其他多孔材料)时,砂浆的水分要被基面的材料吸收
一些,由于砂浆具有保水性,因而不论拌合时加入多少水,经基面吸水后保留在砂浆中的水量大致相同。在这种情况下,砂浆的强度主要决定于水泥强度和水泥用量,而与水灰比无关。 (3)粘结力
砂浆应有足够的粘结力,以便将块状材料粘结成为坚固的整体,因此要求砂浆对于砖石
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要有一定的粘结力。一般情况下,砂浆的抗压强度越高其粘结力越大。此外,砂浆的粘结力与砖石表面状态、清洁程度、湿润情况以及施工养护条件等都有关系。 (4)变形性
砂浆在随荷载或温度情况变化时,容易变形。 (二)抹面砂浆
涂抹在建筑物或构筑物表面的砂浆,统称为抹面砂浆。根据砂浆的功能,可将抹面砂浆分为普通抹面砂浆、装饰抹面砂浆、防水砂浆和特种抹面砂浆。 1、普通抹面砂浆
普通抹面砂浆也称抹灰砂浆,以薄层抹在建筑物内外表面。既保持建筑物不受风、雨、雪、大气等有害介质侵蚀,提高建筑物的耐久性;同时使表面平整、光滑和美观。与砌筑砂浆不同,对抹面砂浆的主要要求不是抗压强度,而是和易性以及与基底材料的粘结力。
为了保证砂浆层与基层粘结牢固,表面平整,避免开裂脱落,通常抹面砂浆分底层、中层和面层三层施工。各层抹面的作用和要求不同,底层抹灰的作用是使砂浆与基面能牢固地粘结;中层抹灰主要是为了找平,有时可省略;面层抹灰是为了获得平整光洁的表面效果。 2、装饰砂浆
装饰砂浆是直接用于建筑物内外表面,以提高建筑物装饰艺术性为主要目的的抹面砂浆。
五、墙体材料
墙体材料在建筑中起着承重、分隔、遮阳、避雨、挡风、绝热、隔声、吸声和隔断光线等作用,因此,合理地选择墙体材料对建筑物的功能、安全以及造价等均具有重要意义。用于墙体的材料主要有砖、砌块和板材三大类。
(一)砌墙砖
砌墙砖按生产工艺分为烧结砖和非烧结砖两类。 1、烧结砖
烧结砖是以粘土、页岩、煤矸石、粉煤灰等为主要原料,经成型、干燥及焙烧而成。烧结砖包括烧结普通砖、烧结多孔砖及烧结空心砖。 (1)烧结普通砖
根据《烧结普通砖》(GB5101—2003)规定,主要有以下几项技术性能指标: ①规格:
烧结普通砖的外形为直角六面体,其公称尺寸为240mm3115mm353mm。按技术指标分为优等品(A)、一等品(B)及合格品(C)三个质量等级。 ②外观质量:
烧结普通砖的外观必须完整,其表面的裂纹长度、弯曲程度、杂质凸出高度、缺棱掉角的尺寸要求应满足《烧结普通砖》(GB5101—2003)标准的具体规定。 ③强度等级:
烧结普通砖按抗压强度分为MU30、MU25、MU20、MU15、MU10五个强度等级。 ④抗风化性能:
抗风化性能是指烧结普通砖对环境中的风吹日晒、干湿变化,冻融作用等物理因素作用下,材料不破坏,仍保持其原有性能的能力。 ⑤质量等级
强度和抗风化性能和放射性物质合格的砖,按尺寸偏差、外观质量、泛霜和石灰爆裂划分为优等品(A)、一等品(B)、合格品(C)三个质量等级。 (2)烧结多孔砖和烧结空心砖
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烧结多孔砖与烧结空心砖是以粘土、页岩、煤矸石等为主要原材料,经混料、制坯、干燥焙烧而制成的。孔洞率不小于15%的称为多孔砖,孔洞率等于或大于35%的称为空心砖。
烧结多孔砖因其强度较高,绝热性能优于普通砖,一般用于砌筑六层以下建筑物的承重墙;烧结空心砖主要用于非承重的填充墙和隔墙。 2、非烧结砖
蒸压(养)砖属硅酸盐制品,是以砂子、粉煤灰、炉渣、页岩和石灰加水拌合成型,经蒸压(养)而制成的砖,根据所用原材料不同有灰砂砖、粉煤灰砖、煤渣砖等。 (二)墙用砌块
砌块是指砌筑用的人造块材,多为直角六面体。
按其主要原材料可分为普通混凝土砌块、轻骨料混凝土砌块、硅酸盐混凝土砌块、石膏砌块等。
(三)墙用板材
墙用板材的品种很多,主要有以下几类: 1、水泥类墙用板材
如蒸压加气混凝土墙板、玻璃纤维增强水泥板(GRC板)、轻骨料混凝土墙板等。 2、石膏类墙用板材
石膏类板材具有轻质、绝热、吸声、防火、尺寸稳定及施工方便等性能,在建筑工程中得到广泛的应用,是一种很有发展前途的新型建筑材料。品种如纸面石膏板、纤维石膏板、石膏空心条板等。
3、植物纤维类墙用板材
如纸面草板、麦秸人造板等。 4、复合墙板
用两种或两种以上的材料组成复合墙板,集单一材料的优点于一身,就可得到综合性能优良的墙体材料。如钢丝网架水泥夹心板、金属夹心板材等。
六、建筑钢材
建筑钢材是指用于钢结构的各种型钢(如角钢、工字钢、槽钢等)、钢板、钢管和用于钢筋混凝土结构中的各种钢筋、钢丝等。 (一)钢的分类
1、按冶炼方法分类:分为转炉钢、平炉钢和电炉钢三种。
2、按脱氧程度分类:分为沸腾钢、镇静钢、半镇静钢和特殊镇静钢。 3、按化学成分分类:分为碳素钢和合金钢两类。 (1)碳素钢
按含碳量不同,碳素钢又分为低碳钢(碳含量<0.25%)、中碳钢(碳含量为0.25%~0.60%)和高碳钢(碳含量>0.60%)。 (2)合金钢
合金钢是在碳素钢中加入某些合金元素(锰、硅、钒、钛等),用于改善钢的性能或使其获得某些特殊性能。按合金元素含量不同,分为:低合金钢(合金元素含量小于5%)、中合金钢(合金元素含量5%~10%)、高合金钢(合金元素含量大于10%)。
4、按质量等级分类:根据钢材中硫、磷的含量,将钢材分为普通质量钢、优质钢和特殊质量钢三个等级。
5、按用途不同分类:按主要用途,将钢分为结构钢,工具钢和特殊钢等。
建筑工程中,常用的钢种主要是普通碳素结构钢和普通低合金结构钢。
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(二)建筑钢材的主要技术性能
建筑钢材的主要技术性能包括力学性能和工艺性能。 1、力学性能 (1)拉伸性能
低碳钢的拉伸性能是建筑钢材最重要的性能,通过对钢材进行拉伸试验所测得的屈服强度、抗拉强度和伸长率是钢材的三个重要技术指标。低碳钢从受拉到拉断,经历了以下四个阶段:弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段。
屈服强度表示钢材在工作状态允许达到的应力值,是结构设计中钢材强度取值的依据。 抗拉强度不作为设计时的强度取值,但屈服强度与抗拉强度的比值(即屈强比σs/σb)却能反映钢材的利用率和结构的安全可靠性。屈强比小,钢材的利用率低,造成钢材的浪费;但屈强比过大,其结构的安全可靠程度降低,当使用中发生突然超载的情况时,容易产生破坏。因此,需要在保证结构安全可靠性的前提下,尽可能地提高钢材的屈强比。建筑结构钢合理的屈强比一般在0.60~0.75范围内。
伸长率是衡量钢材塑性的重要指标,δ值越大,说明钢材塑性越好。
高碳钢(硬钢)材质硬脆,抗拉强度高,塑性变形小,没有明显的屈服现象,难以直接测定屈服强度。规范中规定以产生残余变形为原标距长度的0.2%时所对应的应力值作为屈服强度,用σ0.2表示,称条件屈服点(或名义屈服点)。 (2)冲击韧性
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冲击韧性是指钢材抵抗冲击荷载的能力。用冲击韧性指标αk(J/cm)表示,αk值越大,冲击韧性越好。 (3)硬度
硬度是指钢材表面抵抗硬物压入产生塑性变形的能力。硬度的测定方法常采用布氏法和洛氏法。建筑钢材常用硬度指标为布氏硬度值,其代号为HB。 2、工艺性能 (1)冷弯性能
冷弯性能是指钢材在常温下承受弯曲变形的能力。冷弯性能是钢材的重要工艺性能。钢材的冷弯性能是以试验时的弯由角度(α)和弯心直径(d)为指标表示的。
钢材冷弯试验是通过直径(或厚度)为a的试件,采用标准规定的弯心d(d=na),弯曲到规定的角度(180°或90°)时,检查弯曲处有无裂纹、断裂及起层等现象,若无,则认为冷弯性能合格。 通过冷弯试验,更有助于暴露钢材的某些内在缺陷,它能揭示钢材是否存在内部组织不均匀、内应力和夹杂物等缺陷。对焊接构件,能揭示焊件在受弯表面存在未熔合、微裂纹及夹杂物等问题,因此,对焊接质量也是一种严格的检验。 (2)可焊性
焊接的质量取决于焊接工艺、焊接材料及钢材的焊接性能。
钢材的可焊性是指钢材在一定焊接工艺条件下,在焊缝及其附近过热区是否产生裂缝及脆硬倾向,焊接后接头强度是否与母体相近的性能。 3、钢材的冷加工强化与时效处理 (1)冷加工强化处理
将钢材在常温下进行冷拉、冷拔、冷轧、冷扭等,使之产生塑性变形,从而提高其屈服强度,但钢材的塑性和韧性降低,这个过程称为钢材的冷加工强化处理。 (2)时效
时效是将冷加工处理后的钢材,在常温下存放15~20d,或加热至100~200℃后保持一定时间(2~3h),其屈服强度、抗拉强度及硬度进一步提高,而塑性和韧性也进一步降低的
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