2.1.4 砌体材料的性能与应用
1、 砂浆
砂浆是由胶凝材料(水泥、石灰)、细集料(砂)、掺加料(可以是矿物掺合料石灰膏、电石膏等一种或多种)和水等为主要原材料进行拌合,硬化后具有强度的工程材料。
1)砂浆的种类
砂浆按成分组成,通常分为水泥砂浆、混合砂浆和专用砂浆。
(1)水泥砂浆
以水泥、砂和水为主要原材料,也可根据需要加入矿物掺合料等配制而成的砂浆称为水泥砂浆或纯水泥砂浆。水泥砂浆强度高、耐久性好,但流动性、保水性均稍差,一般用于房屋防潮层以下的砌体或对强度有较高要求的砌体。
(2)混合砂浆
以水泥、砂和水为主要原材料,并加人石灰膏、电石膏、黏土膏的一种或多种也可根据需要加入矿物掺合料等配制而成的砂浆,称为水泥混合砂浆,简称混合砂浆。依掺合料的不同,又有水泥石灰砂浆、水泥黏土砂浆等之分,但应用最广的混合砂浆还是水泥石灰砂浆。水泥石灰砂浆具有一定的强度和耐久性,且流动性、保水性均较好,易于砌筑,是一般墙体中常用的砂浆。
(3)砌块专用砂浆
(4)蒸压砖专用砂浆
2)砂浆的组成材料
砂浆的组成材料包括胶凝材料、细骨料、掺合料、水和外加剂
(1)胶凝材料
建筑砂浆常用的胶凝材料有水泥、石灰、石膏等。在选用时应根据使用环境、用途等合理选择。
在干燥条件下使用的砂浆既可选用气硬性胶凝材料(石灰、石膏),也可选用水硬性胶凝材料(水泥);在潮湿环境或水中使用的砂浆,则必须选用水泥作为胶凝材料。
砌筑水泥代号为M,强度等级分为12.5、22.5、32.5 三个等级。
(2)细骨料
对于砌筑砂浆用砂,优先选用中砂,既可满足和易性要求,又可节约水泥。毛石砌体宜选用粗砂。
(3)掺合料
掺合料是指为改善砂浆和易性而加人的无机材料,例如:石灰、电石、黏土膏、粉煤灰、沸石粉等。掺合料对砂浆强度无直接影响。
3)砂浆的主要技术性能
强度、流动性和保水性是衡量砂浆质量的三大重要指标。
(1)抗压强度与强度等级
砌筑砂浆的强度用强度等级来表示。砂浆强度等级是以边长为70.7mm 的立方体试件,在标准养护条件下,用标准试验方法测得28d龄期的抗压强度值(单位为MPa)确定。砌筑砂浆的强度等级可分为M30、M25、M20、M15、M10、M7.5、M5 七个等级。
对于砂浆立方体抗压强度的测定,《建筑砂浆基本性能试验方法标准》JGJ/T 70-2009作出如下规定:
① 一般情况=(a+b+c)/3
② 当b或c其中一个数据相对a的偏差大于15%时,取数值a;
③ 当b和c相对a的偏差均大于15%时,数据无效
影响砂浆强度的因素很多,除了砂浆的组成材料、配合比、施工工艺、施工及硬化时的条件等因素外,砌体材料的吸水率也会对砂浆强度产生影响。
(2)流动性(稠度)
①砂浆的流动性指砂浆在自重或外力作用下流动的性能,用稠度表示。稠度是以砂浆稠度测定仪的圆锥体沉人砂浆内的深度(单位为mm)表示。圆锥沉入深度越大砂浆的流动性越大。
②砂浆稠度的选择与砌体材料的种类、施工条件及气候条件等有关。对于吸水性强的砌体材料和高温干燥的天气,要求砂浆稠度要大些;反之,对于密实不吸水的砌体材料和湿冷天气,砂浆稠度可小些。
③影响砂浆稠度的因素有:所用胶凝材料种类及数量;用水量;掺合料的种类与数量;砂的形状、粗细与级配;外加剂的种类与掺量;搅拌时间。
(3)保水性
保水性指砂浆拌合物保持水分的能力。砂浆的保水性用分层度表示。砂浆的分层度不得大于30mm。通过保持一定数量的胶凝材料和掺合料,或采用较细砂并加大掺量,或掺入引气剂等,可改善砂浆保水性。
2、块体材料
所谓块体,就是砌体所用的各种砖、石、小型砌块的总称。
1)砖
砖是建筑用的人造小型块材,外形主要为直角六面体,分为烧结砖、蒸压砖和混凝土砖三类。以10块砖的抗压强度的平均值确定的强度等级,根据变异系数不同,还需要满足强度标准值和单块最小抗压强度值的要求,部分砖尚需满足折压比之规定。
(1)烧结砖
① 烧结砖有烧结普通砖(实心砖)、烧结多孔砖和烧结空心砖等种类。
② 烧结普通砖又称标准砖,它是由煤矸石、页岩、粉煤灰或黏土为主要原料,经塑压成型制坯,干燥后经焙烧而成的实心砖。统一外形公称尺寸为240mmx115mmX53mm,其他规格尺寸由供需双方协商确定。
③烧结多孔砖孔洞率大于或等于28%,烧结多孔砌块孔洞率大于或等于33%,主要用于承重部位,砌筑时孔洞垂直于受压面。
④烧结空心砖就是孔洞率不小于40%,孔的尺寸大而数量少的烧结砖。砌筑时孔洞水平,主要用于框架填充墙和自承重隔墙。
(2)蒸压砖
蒸压砖应用较多的是硅酸盐砖,其是将材料压制成坏并经高压釜蒸汽养护而形成的砖。
(3)混凝土砖
混凝土砖是以水泥为胶结材料,以砂、石等为主要集料,加水搅拌、成型、养护制成的一种实心砖或多孔的半盲孔砖。
2)砌块
砌块是建筑用的人造块材,外形主要为直角六面体,主要规格的长度、宽度和高度至少一项分别大于365mm、240mm和115mm,而且高度不大于长度或宽度的6倍长度不超过高度的3倍。
按其空心率大小砌块又可分为空心砌块和实心砌块两种。空心率小于25%或无孔洞的砌块为实心砌块;空心率大于或等于25%的砌块为空心砌块。
(1)普通混凝土小型空心砌块
② 砌块的主规格尺寸为 390mmx190mmX190mm。
③普通混凝土小型空心砌块作为烧结砖的替代材料,可用于承重结构和非承重结构。
④ 混凝土砌块的吸水率小(一般为14%以下),吸水速度慢,砌筑前不允许浇水以免发生“走浆”现象,影响砂浆饱满度和砌体的抗剪强度。但在气候特别干燥炎热时,可在砌筑前稍喷水湿润。与烧结砖砌体相比,混凝土砌块墙体较易产生裂缝,应注意在构造上采取抗裂措施。
(2)轻骨料混凝土小型空心砌块
与普通混凝土小型空心砌块相比,轻骨料混凝土小型空心砌块密度较小、热工性能较好,但干缩值较大,使用时更容易产生裂缝,目前主要用于非承重的隔墙和围护墙。
(3)蒸压加气混凝土砌块
加气混凝土砌块广泛用于一般建筑物墙体,还用于多层建筑物的非承重墙及隔墙,也可用于低层建筑的承重墙。体积密度级别低的砌块还用于屋面保温。