一、概述
砌墻磚按生產(chǎn)工藝不同分成燒結(jié)磚和非燒結(jié)磚。燒結(jié)磚在我國已經(jīng)有兩千多年的歷史,仍是當(dāng)今一種很廣泛的墻體材料。磚的種類很多,按所用原材料分為粘土磚、頁巖磚、煤矸石磚、粉煤灰磚、灰砂磚和爐渣磚等;按生產(chǎn)工藝可分為燒結(jié)磚和非燒結(jié)磚,其中非燒結(jié)磚又可分為壓制磚、蒸養(yǎng)磚和蒸壓磚等;按有無孔洞可分為普通磚、多孔磚、空心磚。燒結(jié)磚:現(xiàn)今,建設(shè)工程中使用的墻體材料中,普通粘土磚仍占主導(dǎo)地位。雖然普通粘土磚存在諸多不足,但由于價(jià)格低廉、工藝簡單、設(shè)計(jì)和施工技術(shù)成熟以及人們的使用慣性等原因,普通粘土磚在今后相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi),特別是在農(nóng)村,仍然是主要的墻體材料之一。
燒結(jié)磚
二、生產(chǎn)工藝
1、原料
普通粘土磚的主要原料為粉質(zhì)或砂質(zhì)粘土,其主要化學(xué)成分為SiO2、Al2O3和Fe2O3和結(jié)晶水,由于地質(zhì)生成條件的不同,可能還含有少量的堿金屬和堿土金屬氧化物等。粘土磚的生產(chǎn)工藝主要包括取土、煉泥、制坯、干燥、焙燒等。
除粘土外,還可利用頁巖、煤矸石、粉煤灰等為原料來制造[2],這是因?yàn)樗鼈兊幕瘜W(xué)成分與粘土相似。但由于它們的可塑性不及粘土,所以制磚時(shí)常常需要加入一定量的粘土,以滿足制坯時(shí)對可塑性的需要。另外,磚坯中的煤矸石和粉煤灰屬可燃性工業(yè)廢料,含有未燃盡的碳,隨磚的焙燒也在坯體中燃燒,因而節(jié)約大量焙燒用外投煤。這類磚也稱內(nèi)燃磚或半內(nèi)燃磚。
原料中雜質(zhì)的含量對粘土磚的焙燒溫度及成品的顏色等也產(chǎn)生較大的影響。
2、焙燒
是制磚工藝的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。一般是將焙燒溫度控制在900~1100℃之間,使磚坯燒至部分熔融而燒結(jié)。
如果焙燒溫度過高或時(shí)間過長,則易產(chǎn)生過火磚。過火磚的特點(diǎn)為色深、敲擊聲脆、變形大等。
如果焙燒溫度過低或時(shí)間不足,則易產(chǎn)生欠火磚。欠火磚的特點(diǎn)為色淺、敲擊聲啞,強(qiáng)度低、吸水率大、耐久性差等。
當(dāng)磚窯中焙燒時(shí)為氧化氣氛,因生成三氧化二鐵(Fe2O3)而使磚呈紅色,稱為紅磚。
若在氧化氣氛中燒成后,再在還原氣氛中悶窯,紅色Fe2O3還原成青灰色氧化亞鐵(FeO),稱為青磚。青磚一般較紅磚致密、耐堿、耐久性好,但由于價(jià)格高,生產(chǎn)應(yīng)用較少。此外,生產(chǎn)中可將煤渣、含碳量高的粉煤灰等工業(yè)廢料摻入制坯的土中制作內(nèi)燃磚。當(dāng)磚焙燒到一定溫度時(shí),廢渣中的碳也在干坯體內(nèi)燃燒,因此可以節(jié)省大量的燃料和5%~10%的粘土原料。內(nèi)燃磚燃燒均勻,表觀密度小,導(dǎo)熱系數(shù)低,且強(qiáng)度可提高約20%。
三、性能指標(biāo)
① 形狀尺寸。普通粘土磚為長方體,其標(biāo)準(zhǔn)尺寸為240mm×115mm×53mm,加上砌筑用灰縫的厚度,則4塊磚長,8塊磚寬,16塊磚厚分別恰好為1m,故每一立方米磚砌體需用磚512塊。
② 強(qiáng)度等級。普通粘土磚的強(qiáng)度等級根據(jù)10塊磚的抗壓強(qiáng)度平均值、標(biāo)準(zhǔn)值或最小值劃分,共分為MU30、MU25、MU20、MU15、MU10五個(gè)等級,在評定強(qiáng)度等級時(shí),若強(qiáng)度變異系數(shù)δ≤0.21時(shí),采用平均值——標(biāo)準(zhǔn)值方法;若強(qiáng)度變異系數(shù)δ>0.21時(shí),則采用平均值——最小值方法。各等級的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合下表規(guī)定值。
其具體要求如下表所示。
普通粘土磚的強(qiáng)度等級(MPa) |
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強(qiáng)度等級 |
抗壓強(qiáng)度平均值≥ |
變異系數(shù)δ≤0,21 |
變異系數(shù)>,0,21 |
強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值≥ |
單塊最小值≥ |
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MU30 |
30.0 |
22.0 |
22.5 |
MU25 |
25.0 |
18.0 |
22.0 |
MU20 |
20.0 |
14.0 |
16.0 |
MU15 |
15.0 |
10.0 |
12.0 |
MU10 |
10.0 |
6.5 |
7.5 |
③ 抗風(fēng)化性能??癸L(fēng)化性能是普通粘土磚重要的耐久性指標(biāo)之一,對磚的抗風(fēng)化性能要求應(yīng)根據(jù)各地區(qū)的風(fēng)化程度而定(風(fēng)化程度的地區(qū)劃分詳見GB/T5101-1998)。磚的抗風(fēng)化性能通常用抗凍性、吸水率及飽和系數(shù)三項(xiàng)指標(biāo)劃分。抗凍性是指經(jīng)15次凍融循環(huán)后不產(chǎn)生裂紋、分層、掉皮、缺棱、掉角等凍壞現(xiàn)象;且重量損失率小于2%,強(qiáng)度損失率小于規(guī)定值。吸水率是指常溫泡水24h的重量吸水率。飽和系數(shù)是指常溫24h吸水率與5h沸煮吸水率之比。
嚴(yán)重風(fēng)化區(qū)中的1、2、3、4、5等5個(gè)地區(qū)所用的普通粘土磚,其抗凍性試驗(yàn)必須合格,其他地區(qū)可不做抗凍試驗(yàn)。
④ 石灰爆裂。原料中若夾帶石灰或內(nèi)燃料(粉煤灰、爐渣)中帶入CaO,在高溫熔燒過程中生成過火石灰。過火石灰在磚體內(nèi)吸水膨脹,導(dǎo)致磚體膨脹破壞,這種現(xiàn)象稱為石灰爆裂。GB/T5101-1998規(guī)定,優(yōu)等品不允許出現(xiàn)最大破壞尺寸大于2mm的爆裂區(qū)域;一等品不允許出現(xiàn)最大破壞尺寸大于10mm的爆裂區(qū)域;合格品中每組磚樣2~15mm的爆裂區(qū)不得大于15處,其中10mm以上的區(qū)域不多于7處,且不得出現(xiàn)大于15mm的爆裂區(qū)。
⑤ 泛霜。是指磚內(nèi)可溶性鹽類在磚的使用過程中,逐漸于磚的表面析出一層白霜。這些結(jié)晶的白色粉狀物不僅影響建筑物的外觀,而且結(jié)晶的體積膨脹也會引起磚表層的疏松,同時(shí)破壞磚與砂漿層之間的粘結(jié)。
GB/T5101-1998還規(guī)定,優(yōu)等品不允許有泛霜現(xiàn)象,合格品中不允許出現(xiàn)嚴(yán)重泛霜,且不得夾雜欠火磚、酥磚和螺旋紋磚。
⑥ 質(zhì)量等級。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5101-1998《燒結(jié)普通磚》的規(guī)定,普通粘土磚的技術(shù)要求包括形狀、尺寸、外觀質(zhì)量、強(qiáng)度等級和耐久性等方面。根據(jù)尺寸偏差和外觀質(zhì)量、泛霜和石灰爆裂分為優(yōu)等品(A)、一等品(B)和合格品(C)3個(gè)等級。普通粘土磚的孔隙率約為30%,吸水率18%~20%左右,表觀密度為1800kg/m左右。
四、技術(shù)改進(jìn)
燒結(jié)普通磚有自重大、體積小、生產(chǎn)能耗高、施工效率低等缺點(diǎn),用燒結(jié)多孔磚和燒結(jié)空心磚代替燒結(jié)普通磚,可使建筑物自重減輕30%左右,節(jié)約粘土20%~30%,節(jié)省燃料10%~20%,墻體施工功效提高40%,并改善磚的隔熱隔聲性能。通常在相同的熱工性能要求下,用空心磚砌筑的墻體厚度比用實(shí)心磚砌筑的墻體減薄半磚左右,所以推廣使用多孔磚和空心磚是加快我國墻體材料改革,促進(jìn)墻體材料工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的重要措施之一。
燒結(jié)多孔磚和燒結(jié)空心磚的生產(chǎn)工藝與燒結(jié)普通磚相同,但由于坯體有孔洞,增加了成型的難度,因而對原料的可塑性要求很高。
燒結(jié)多孔磚
燒結(jié)多孔磚是以粘土、頁巖或煤矸石為主要原料燒制而成的孔洞率超過25%,孔尺寸小而多,且為豎向孔的主要用于結(jié)構(gòu)承重的多孔磚。
多孔磚使用時(shí)孔洞方向平行于受力方向;空心磚的孔洞則垂直于受力方向。多孔磚常用作六層以下的承重砌體
多孔磚的技術(shù)性能應(yīng)滿足國家規(guī)范GB 13544-2000《燒結(jié)多孔磚》的要求。根據(jù)其尺寸規(guī)格分為190 mm×190 mm×90 mm (M型)和240 mm×115 mm×90 m 圓孔直徑必須≤22mm,非圓孔內(nèi)切圓直徑≤15mm,手抓孔一般為(30~40)×(75~85)mm。
燒結(jié)多孔磚規(guī)格尺寸 |
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代,號 |
長度(mm) |
寬度(mm) |
厚度(mm) |
M |
190 |
190 |
90 |
P |
240 |
115 |
90 |
多孔磚根據(jù)抗壓強(qiáng)度平均值和抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值或抗壓強(qiáng)度最小值分為MU30、MU25、MU20、MU15、MU10、MU7.5共6個(gè)強(qiáng)度等級。強(qiáng)度指標(biāo)見p64頁表6-4。并根據(jù)強(qiáng)度等級、尺寸偏差、外觀質(zhì)量和耐久性指標(biāo)劃分為優(yōu)等品(A)、一等品(B)和合格品(C)。
優(yōu)等品和一等品的吸水率分別不大于22%和25%,對合格品的吸水率無要求。
燒結(jié)多孔磚主要用于六層以下建筑物的承重墻體。M型磚符合建筑模數(shù),使設(shè)計(jì)規(guī)范化、系列化,提高施工速度,節(jié)約砂漿;P型磚便于與普通磚配套使用。
燒結(jié)空心磚
燒結(jié)空心磚是以粘土、頁巖或煤矸石為主要原料燒制而成的孔洞率大于35%,孔尺寸大而少,且為水平孔的主要用于非承重部位的空心磚。
空心磚則常用于非承重砌體。
空心磚規(guī)格尺寸較多,有290mm×190 mm×90 mm和240 mm×180 mm×115 mm兩種類型,磚的壁厚應(yīng)大于10mm,肋后應(yīng)大于7mm。
空心磚的技術(shù)性能應(yīng)滿足國家規(guī)范GB13545-92《燒結(jié)空心磚與空心砌塊》的要求。根據(jù)大面和條面抗壓強(qiáng)度分為5.0、3.0、2.0三個(gè)強(qiáng)度等級,同時(shí)按表觀密度分為800、900、1100三個(gè)密度級別。并根據(jù)尺寸偏差、外觀質(zhì)量、強(qiáng)度等級和耐久性等分為優(yōu)等品(A)、一等品(B)和合格品(C)三個(gè)等級。各技術(shù)指標(biāo)見表:
空心磚強(qiáng)度等劃分標(biāo)準(zhǔn) |
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等級 |
強(qiáng)度等級(MPa) |
大面抗壓強(qiáng)度(MPa) |
條面抗壓強(qiáng)度(MPa) |
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平均值不小于 |
單塊最小值不小于 |
平均值不小于 |
單塊最小值不小于 |
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優(yōu)等品 |
5.0 |
5.0 |
3.7 |
3.4 |
2.3 |
一等品 |
3.0 |
3.0 |
2.2 |
2.2 |
1.4 |
合格品 |
2.0 |
2.0 |
1.4 |
1.6 |
0.9 |
空心磚密度級別指標(biāo) |
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密度級別 |
800 |
900 |
1100 |
五塊磚表觀密度平均值 |
≤800 |
801~900 |
901~1100 |
燒結(jié)空心磚自重較輕,強(qiáng)度較低,多用于非承重墻,如多層建筑的內(nèi)隔墻或框架結(jié)構(gòu)的填充墻等。
多孔磚和空心磚的抗風(fēng)化性能、石灰爆裂性能、泛霜性能等耐久性技術(shù)要求與普通粘土磚基本相同,吸水率相近。