建筑材料与构造之烧结熔融制品概述

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粘土砖的生产工艺主要包括取土、炼泥、制坯、干燥、焙烧等
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普通粘土砖的主要原料为粉质或砂质粘土，其主要化学成分为 SiO2、Al2O3和Fe2O3和结晶水，由于地质生成条件的不同，可能还含 有少量的碱金属和碱土金属氧化物等。
除粘土外，还可利用页岩、煤矸石、粉煤灰等为原料来制造烧 结砖，这是因为它们的化学成分与粘土相似。但由于它们的可塑性 不及粘土，所以制砖时常常需要加入一定量的粘土，以满足制坯时 对可塑性的需要。
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空心砖的技术性能应满足国家规范GB13545-92《烧结空心砖与 砌块》的要求。
根据大面和条面抗压强度分为5.0、3.0、2.0三个强度等级。
同时按表观密度分为800、900、1100三个密度级别。
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模数多孔砖是根据建筑模数标准制定的。模数多孔砖 墙厚以50mm为级差，减薄了墙体厚度，并改善了多孔砖的 孔型结构，提高了墙体的保温隔热性能，并可根据当地的 建筑热工要求灵活选用经济合理的墙厚。
例如:常用的模数多孔砖主要有以下四种规格， DM1型（190×240×90mm）、 DM2型（190×190×90mm）、 Dm3型（190×140×90mm）、 DM4型（190×90×90mm）
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2．蒸压（养）砖
蒸压（养）砖称非烧结砖，又称免烧砖。这类砖的强度是通过在 制砖时掺入一定量胶凝材料或在生产过程中形成一定的胶凝物质而 得到的。
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3．墙用砌块
建筑砌块是我国大力推广应用的新型墙体材料之一，品种规格很 多。主要有：
混凝土空心砌块（包括小型砌块和中型砌块两类）、蒸压加气混 凝土砌块、轻集料混凝土砌块、粉煤灰砌块、煤矸石空心砌块、石膏 砌块、菱镁砌块、大孔混凝土砌块等。
其中目前应用较多的是混凝土小型空心砌块、蒸压加气混凝土砌 块、粉煤灰硅酸盐砌块和石膏砌块。
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书山有路勤为径，•烧结页岩实心砖
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•烧结煤矸石多孔砖
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•烧结页岩空心 砖
2．烧结普通砖的焙烧:
焙烧是制砖工艺的关键环节。一般是将焙烧温度控制在900～ 1100℃之间，使砖坯烧至部分熔融而烧结。
如果焙烧温度过高或时间过长，则易产生过火砖。过火砖的特 点为色深、敲击声脆、变形大等。
如果焙烧温度过低或时间不足，则易产生欠火砖。欠火砖的特 点为色浅、敲击声哑，强度低、吸水率大、耐久性差等。
当砖窑中焙烧时为氧化气氛，因生成三氧化铁（Fe2O3）而使砖 呈红色，称为红砖。
若在氧化气氛中烧成后，再在还原气氛中闷窑，红色Fe2O3还原 成青灰色氧化亚铁（FeO），称为青砖。
青砖一般较红砖致密、耐碱、耐久性好。
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•青砖变色为红砖
•青灰色氧化亚铁（FeO）在空气中氧化，生成三氧化铁（Fe2O3）
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4．烧结普通砖的应用：
烧结普通砖是传统的墙体材料，具有较高的强度和耐久性，又 因其多孔而具有保温绝热、隔声吸声等优点，因而适宜做建筑围护 结构，被大量应用于砌筑建筑物的内墙、外墙、柱、拱、烟囱、沟 道及其他构筑物，也可在砌体中放置适当的钢筋或钢丝以代替混凝 土柱和过梁。
强度等级大于MU15的砖可用于基础及其他建筑部位。
MU10砖可用于砌筑防潮层以上的墙体。
长期使用温度高于200℃以及承受急冷、急热或有酸性介质侵 蚀的建筑部位应避免使用灰砂砖。
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（2）粉煤灰砖
粉煤灰砖是用粉煤灰和石灰为主要原料，掺加适量石膏和炉渣，加 水混合拌成坯料，经陈化、轮碾、加压成型，再通过常压或高压蒸汽 养护而制成的一种墙体材料。
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3．烧结普通砖的技术要求:
根据国家标准GB/T5101-1998《烧结普通砖》的规定，普通粘土 砖的技术要求包括形状、尺寸、外观质量、强度等级和耐久性等方 面。
根据尺寸偏差和外观质量分为优等品、一等品和合格品3个等 级。
（1）形状尺寸 普通粘土砖为长方体，其标准尺寸为:240mm×115mm×53mm，加
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•图8-1 烧结多孔砖
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•图8-2 烧结空心砖
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与普通粘土砖相比,多孔砖和空心砖可节省粘土20%～30%，节约
燃料10%～20%，减轻自重30%左右，且烧成率高，施工效率高，并改 善绝热性能和隔声性能。
（1）蒸压灰砂砖
蒸压灰砂砖是以石灰和砂为主要原料，经磨细、混合搅拌、陈 化、压制成型和蒸压养护制成的。
一般石灰占10%～20%，砂占80%～90%。
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蒸压灰砂砖
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蒸压灰砂砖的规格与普通粘土砖相同。
根据国家标准GB11945-1999《蒸压灰砂砖》的规定，根据抗压 强度分为MU25、MU20、MU15、MU10四个等级。
生产中可将煤渣、含碳量高的粉煤灰等工业废料掺入制坯的土 中制作内燃砖。当砖焙烧到一定温度时，废渣中的碳也在干坯体内 燃烧，因此可以节省大量的燃料和5%～10%的粘土原料。内燃砖燃烧 均匀，表观密度小，导热系数低，且强度可提高约20%。
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烧结粉煤灰多孔砖
•烧结陶土实心砖
砌块的抗压强度、碳化后强度、抗冻性能和密度应符合表8-8的 规定。
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粉煤灰小型空心砌块是指以水泥、粉煤灰、各种轻重骨料为主
要材料，也可加入外加剂，经配料、搅拌、成型、养护制成的空心 砌块。根据JC862-2000《粉煤灰小型空心砌块》的标准要求，按照 孔的排数可分为单排孔、双排孔、三排孔和四排孔；按尺寸偏差、 外观质量、碳化系数可分为优等品、一等品和合格品三个等级；按 平均强度和最小强度可分为2.5、3.5、5.0、7.5、10.0、15.0六个 强度等级；优等品、一等品和合格品的碳化系数分别不小于 0.80、 0.75和0.70；其软化系数应不小于0.75；干燥收缩率不大于0.060% 。其施工应用与普通混凝土小型空心砌块类似。
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二、新型墙体材料
1.烧结多孔砖、空心砖
空心粘土砖可分为两大类，即多孔砖（承重空心砖）和空心砖 （非承重空心砖）。
一般来说，多孔砖的孔洞率超过25%，孔尺寸小而多，且为竖向 孔的砖称为多孔砖。
孔洞率大于35%，孔尺寸大而少，且为水平孔的砖称为空心砖。
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但用于基础或用于易受冻融和干湿交替作用的建筑部位时， 必须采用一等品与优等品。
用粉煤灰砖砌筑的建筑物，应适当增设圈梁及伸缩缝或其他 措施，以避免或减少收缩裂缝。
粉煤灰砖不得用于长期受热（200℃以上）、受急冷急热和有 酸性介质侵蚀的部位。
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（3）炉渣砖
炉渣砖是以煤燃烧后的残渣为主要原料，配以一定数量的石 灰和少量石膏，配料、加水搅拌、陈化、轮辗、成型和蒸养或蒸压 养护而制得的实心砌墙砖，其规格与普通粘土砖相同。
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普通混凝土空心砌块
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（1）粉煤灰砌块和粉煤灰小型空心砌块
粉煤灰砌块又称为粉煤灰硅酸盐砌块，是以粉煤灰、石灰、石 膏和骨料，经加水搅拌、振动成型、蒸汽养护而制成的实心砌块。 粉煤灰砌块的主规格尺寸为880×380×240mm，880×430×240mm， 根据外观质量和尺寸偏差可分为一等品和合格品两种。
b. 按下式计算变异系数：
•强度标准 差
•强度变异系数
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—— 砖强度变异系数，精确至0.01; —— 10块砖强度标准差，精确至0.01MPa; —— 10块砖强度平均值，精确至0.1MPa; —— 单块砖强度测定值，精确至0.01MPa。 砖的抗压强度标准值
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上砌筑用灰缝的厚度，则4块砖长，8块砖宽，16块砖厚分别恰好为 1m，每1m3砖砌体需用砖512块。
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（2）强度等级
普通粘土砖的强度等级根据10块砖的抗压强度平均值、标准值 或最小值划分，共分为MU30、MU25、MU20、MU15、MU10五个等级。
在评定强度等级时，若强度变异系数δ≤0.21时，采用平均值 ——标准值方法；
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多孔砖使用时,孔洞方向平行于受力方向，多孔砖常用作六层以下 的承重砌体；
空心砖的孔洞则垂直于受力方向，空心砖则常用于非承重砌体。
根据其尺寸规格分为M型和P型两类，见图8-1和表8-2。
圆孔直径必须≤22mm，非圆孔内切圆直径≤15mm，手抓孔一般为 （30～40）×（75～85）mm。
空心砖规格尺寸较多，常见形式见图8-2。
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（4）石灰爆裂
原料中若夹带石灰或内燃料（粉煤灰、炉渣）中带入CaO，在 高温熔烧过程中生成过火石灰。
过火石灰在砖体内吸水膨胀，导致砖体膨胀破坏，这种现象 称为石灰爆裂。
GB/T5101-1998规定：
优等品不允许出现最大破坏尺寸大于2mm的爆裂区域； 一等品不允许出现最大破坏尺寸大于10mm的爆裂区域； 合格品中每组砖样2～15mm的爆裂区不得大于15处，其中10mm 以上的区域不多于7处，且不得出现大于15mm的爆裂区。
炉渣砖的抗压强度为10～25MPa，表观密度1500～2000kg/m3， 其主要强度指标参见表8-7。
炉渣砖可以用于建筑物的墙体和基础，但是用于基础或易受冻 融和干湿循环的部位必须采用强度等级15以上的砖。
防潮层以下建筑部位也应采用强度等级15以上的炉渣砖。
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建筑材料与构造之烧结 熔融制品概述
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2023年4月19日星期三
•8 烧结熔融制品(烧土制品)
主要内容:
块体材料 建筑饰面陶瓷
建筑玻璃
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8.1 块体材料
一、烧结普通砖
1．烧结普通砖的定义与品种:
凡通过高温焙烧而制得的砖统称为烧结砖。 根据原料不同分为烧结粘土砖、烧结粉煤灰砖、烧结页岩砖等 。 对孔洞率小于15%的烧结砖，称为烧结普通砖。
其尺寸规格与普通粘土砖相同。 根据JC239-2001《粉煤灰砖》规定，根据外观质量、强度、抗冻性 和干燥收缩值，粉煤灰砖分为优等品、一等品和合格品。 粉煤灰砖的强度等级分为MU30、MU25、MU20、MU15和MU10五级。
陈化指的是使粉煤灰或煤矸石与其它物料颗粒充分水化和进行离子 交换，使一些硅酸盐矿物与水接触水解成为胶结物质，并且发生一些 氧化还原反应，导致微生物繁殖，使原料松软均匀。
多孔砖根据抗压强度平均值和抗压强度标准值或抗压强度最小值 分为MU30、MU25、MU20、MU15、MU10共5个强度等级。
强度指标见表8-1-3。并根据强度等级、尺寸偏差、外观质量和 耐久性指标划分为优等品（A）、一等品（B）和合格品（C）。
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若强度变异系数δ＞0.21时，则采用平均值——最小值方法。 其具体要求如表8-1-1所示。
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普通粘土砖的强度试验根据GB/T2542-92《砌墙砖试验方法》进 行,砖的强度等级评定按下列步骤进行：
a．按下式计算平均强度： •强度平均值
陈化时间要求:72h,以上，陈化温度不低于10℃。 陈化效果：经陈化后的原料表面和内部的性能更加均匀，混合料塑 性有较明显提高。
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蒸压灰砂砖
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粉煤灰砖可用于工业与民用建筑的墙体和基础。
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（3）抗风化性能
抗风化性能是普通粘土砖重要的耐久性指标之一，砖的抗风化 性能通常用抗冻性、吸水率及饱和系数三项指标划分。
抗冻性是指经15次冻融循环后不产生裂纹、分层、掉皮、缺棱 、掉角等冻坏现象；且重量损失率小于2%，强度损失率小于规定值 。
吸水率是指常温泡水24h的重量吸水率。
饱和系数是指常温24h吸水率与5h沸煮吸水率之比。严重风化区 中的1、2、3、4、5等5个地区所用的普通粘土砖，其抗冻性试验必 须合格。