《土木工程材料》第5章 砌体材料.ppt

5.3.1 砌筑石材的分类 (1)岩浆岩石材岩浆岩石材 岩浆岩又称火成岩。熔融的岩浆由地壳内部上升后冷却而成。可分三种：Ａ．深成岩是岩浆在地壳深处，在很大的覆盖压力下缓慢冷却而成的岩石，如花岗岩等。其构造致密，容重大，抗压强度高，耐久性好。Ｂ．喷出岩是熔融的岩浆喷出地表后，在压力降低、迅速冷却的条件下形成的岩石。当喷出的岩浆层厚时，其特性近似深成岩；若喷出的岩浆层较薄时，则形成多孔结构。Ｃ．火山岩是轻质多孔结构的材料。 　　　(2)沉积岩石材 沉积岩是由原来的母岩风化后，经过风吹、流水冲移，沉积而成。其特性是结构致密性较差，孔隙率较大，强度较低，耐久性较差。如石灰岩、砂岩和页岩等。 (3)变质岩石材 变质岩是由原生岩浆岩或沉积岩，经过地壳内部高温高压等作用后而形成的岩石。其中有的结构变得致密，坚实耐久，如石灰岩变质为大理石。而岩浆岩经变质后，性质反而变差，如花岗岩变质成的片麻岩，易产生分层剥落，使耐久性变差。 　  5.3.2 砌筑石材的性质与技术要求 1. 力学性质 砌筑石材的力学性质除了考虑抗压强度外，根据工程需要，还应考虑它的抗剪强度、冲击韧性等。 2. 耐久性 石材的耐久性主要包括抗冻性、抗风化性、耐火性、耐酸性等。 3. 放射性 有些石材（如部分花岗石）含有微量放射性元素，对于具有较强放射性的石材应避免用于室内。 观察与讨论 讨论 5.3 砌筑石材 石料的砌筑 A、B、C三块石料均具有层理，其层理及受力方向如下图所示。请讨论这几种石料的砌筑有何问题。  层理不同的石料 　  石料的砌筑 讨论 C石料的砌筑方向不对，具有层理构造的石块其垂直层理的强度高于平行于层理的强度，宜转90°放置。 工程实例分析 5.3 砌筑石材 赵州石桥 　  河北赵州石桥建于1 300多年前的隋代，桥长约51 m，净跨37 m，拱圈的宽度在拱顶为9 m，在拱脚处为9.6 m。建造该桥的石材为石灰岩，石质的抗压强度非常高（约为100 MPa）。 该桥在主拱肋与桥面之间设计了并列的四个小孔，挖去部分填肩材料，从而开创了“敞肩拱”的桥型。拱肩结构的改革是石拱建筑史上富有意义的创造，因挖空拱肩不仅减轻桥的自重、节省材料、减轻桥基负担，使桥台可造得轻巧，并直接建在天然地基上亦可使桥台位移很小，地基下沉甚微；且使拱圈内部应力很小。这也正是该桥使用千年却仅有极微小的位移和沉陷，至今不坠的重要原因之一。经计算发现由于在拱肩上加了四个小拱并采用16 cm～30 cm厚的拱顶薄填石，使拱轴线（一般即拱圈的中心线）和恒载压力线甚为接近，拱圈各横截面上均只受压力或极小拉力。赵州桥结构体现的二线要重合的道理，直到现代才被国内外结构设计人员广泛认识。该桥充分利用了石材坚固耐用的长处，从结构上减轻桥的自重，扬长避短，是造桥史上的奇迹。 赵州石桥 创新能力培养 提高灰砂砖与砂浆粘结强度问题 现一般生产的灰砂砖表面光滑，与普通砌筑砂浆的粘结不够理想。请讨论解决此问题可有哪些途径。 创造性思维点拨 　  创造性思维点拨 提高灰砂砖与砂浆粘结强度问题 创造思维其中的一种典型形式为发散与集中思维。在创造过程中，经二者多次循环，直至解决问题。光滑灰砂砖与砂浆粘结不牢的问题，既可从砖及砂浆分别考虑，亦可双管齐下。　　A.灰砂砖表面的改进，如压砖模具改为有表面波纹，使砖表面略粗糙；　　B.生产粘结力更强的砂浆。 常见问题及解答 5-1 多孔砖与空心砖有何异同？ 5-2 在加气混凝土砌块砌筑的墙上抹普通水泥砂浆层，为什么砂浆容易出现干裂或空鼓？ 5-3 为什么轻集料混凝土小型空心砌块用于墙体时要设置伸缩缝？ 5-4 石材是否都可用于地下基础？ 5-1 解答 5-2 解答 5-3 解答 5-4 解答 常见问题及解答 5-1 多孔砖与空心砖有何异同？ 解答：??? (1) 两种砖孔洞率要求均为等于或大于15％；　　(2) 多孔砖孔的尺寸小而数量多，空心砖孔的尺寸大而数量小；　　(3) 多孔砖常用于承重部位，空心砖常用于非承重部位。 常见问题及解答 5-2 在加气混凝土砌块砌筑的墙上抹普通水泥砂浆层，为什么砂浆容易出现干裂或空鼓？ 解答：加气混凝土砌块的气孔大部分是“墨水瓶”结构，只有小部分是水分蒸发形成的毛细孔，肚大口小。用普通水泥砂浆抹灰易被加气混凝土吸去水分，而易产生干裂或空鼓。故且采用保水性好、粘结强度高的砂浆。 常见问题及解