第8章烧土制品（课件）- 《建筑材料》同步教学（人民邮电出版社）

建 筑 材 料 2024/8/3 Page 1 第 8 章 8.1 烧土制品生产简介 8.2 烧结普通砖 2024/8/3 Page 2 烧土制品 8.3 烧结多孔砖与烧结空心砖 8.4 非烧结砖 8.5 建筑陶瓷 8.6 玻璃及其制品 烧结普通砖是以黏土或煤矸石、页岩、粉煤灰等为主要原料，经成型、焙烧而成的实心或孔洞率不大于15%的砖。 烧结多孔砖与烧结空心砖是以黏土、页岩、煤矸石等为主要原料，经成型、焙烧而成的孔洞率大于等于35%的砖。 建筑陶瓷是以黏土为主要原料，经配料、制坯、干燥、焙烧而制成的，用于建筑工程的制品。 玻璃是一种非结晶无机材料。它具有一般材料难于具备的透明性，具有优良的机械力学性能和热工性质。玻璃的深加工制品能具有控制光线、调节温度、防止噪声和提高建筑艺术装饰等功能。玻璃是现代建筑的一种结构材料和装饰材料，是现代建筑工程的重要材料之一。 2024/8/3 Page 3 ● 掌握烧结普通砖的品种、技术要求以及性质与应用。 ● 了解烧结空心砖和烧结多孔砖的性质。 ● 了解建筑陶瓷的种类、性质及应用。 2024/8/3 Page 4 学习目标 2024/8/3 Page 5 8.1.1 黏土原料 1．黏土的组成 烧结制品的主要原料是黏土。黏土是含长石、云母的岩石经风化而成的多种矿物的混合体。其主要成分是具有层状结晶结构的含水铝硅酸盐，称其为黏土矿物。黏土矿物是黏土具有可塑性的主要来源，而可塑性是烧结制品成型性质的决定因素。除黏土矿物外，黏土中还常含有石英、长石、云母、碳酸盐、铁或钒的氧化物及有机质等杂质，这些成分对烧结制品的可塑性、收缩性、焙烧温度、制品颜色等产生很大的影响。因此，烧陶瓷的黏土应较烧砖的黏土纯净许多。 2．黏土的性质 （1）黏土的可塑性 （2）黏土的烧结性 8.1 烧土制品生产简介 2024/8/3 Page 6 8.1.2 其他原料 8.1 烧土制品生产简介 1．粉煤灰 煤粉在炉中燃烧后的灰烬，主要来源于火力发电厂。 2．煤矸石 开采煤炭过程中，煤层顶、底部或炭层周围挖出的含炭量少，灰分在40%以上不成煤的泥质、碳质、砂质页岩，是煤矿的工业废渣，使用时需进行破碎。 3．页岩 黏土岩的构造变种，是具有页理构造（即岩石平行层理方面可分裂成层状或纸片状）的黏土岩。用页岩制砖瓦，不但节省农田，而且可开山造田。 2024/8/3 Page 7 8.1.3 生产工艺简介 烧结砖的工艺过程：原料调制→成型→干燥→焙烧→制品。 饰面烧土制品（饰面陶瓷）的工艺生产过程：原料调制→成型→干燥→上釉→焙饶→制品。也有的制品在成型、干燥后先焙烧（素烧），然后上釉再焙烧一次（釉烧）。 8.1 烧土制品生产简介 1．原料调制与成型 2．干燥与焙烧 3．施釉 2024/8/3 Page 8 8.2.1 烧结普通砖的品种 按使用的原料不同，烧结普通砖可分为烧结普通黏土砖（简称黏土砖，代号N）、烧结粉煤灰砖（简称粉煤灰砖，代号F）、烧结煤矸石砖（简称煤矸石砖，代号M）、烧结页岩砖（简称页岩砖，代号Y）等。它们的原料来源及生产工艺略有不同，但各产品的性质相应用几乎完全相同。 为了节约燃料，常将炉渣等可燃物的工业废渣掺入黏土中，用以烧制而成的砖称为内 燃砖。 按砖坯在窑内焙烧气氛及黏土中铁的氧化物的变化情况，又可将其分为红砖和青砖。红砖是在隧道窑或轮窑内的氧化气氛中焙烧的，因而铁的氧化物是Fe2O3，砖呈淡红色；青砖是在还原气氛（土窑在问窑后）中焙烧的，铁的氧化物为Fe3O4或FeO，砖呈青灰色。青砖的耐久性略高于红砖，其他性能相同，但其燃料消耗多，故很少生产。 8.2 烧结普通砖 8 2024/8/3 Page 9 8.2.2 烧结普通砖的技术要求 《烧结普通砖》（GB 5101—2003）的技术要求如下。 1．外形尺寸 240mm×115mm×53mm的矩形标准体（其尺寸偏差不应超过标准规定）。因此，在砌筑使用时，包括砂浆缝厚度（10mm）在内， 4块砖长、 8块砖宽、 16块砖厚都为1m， 5l 2块砖可砌1m3的砌体。 2．外观质量 包括条面高度差、裂纹长度、弯曲、缺棱掉角、颜色等七项内容。各项内容均应符合国家标准规定。 3．强度等级 根据砖样的抗压强度平均值 （ f ）和抗压强度标准值 （fk），将烧结普通砖分为MU30、MU25、MU 20、 MU15、 MU10五个强度等级，并应满足表8.1所示的规定。 强度标准值（fk），由下式计算。 8.2 烧结普通砖 9 2024/8/3 Page 10 8.2.2 烧结普通砖的技术要求 4．抗风化性 抗风化性能属于烧结普通砖的耐久性，是一项重要的综合性能，主要包括抗冻性、吸水率及饱和系数（此处的饱和系数是指砖在常温下浸水24h后的吸水率与5h沸煮吸水率之比），并用它们来评定砖的抗风化性能。 5．泛霜 泛霜是砖在使用过程中的一种盐析现象。砖内过量的可溶盐受潮吸水而溶解，随水分蒸发而沉积于砖的表面，形成白色粉状附着物，影响建筑物的美观。如果溶盐为硫酸盐，当水分蒸发呈晶体析出时，产生膨胀，使砖面及砂浆剥落。标准规定：优等品无泛霜，合格品不得严重泛霜。 6．石灰爆裂 石灰爆裂是指砖坯中夹杂有石灰块，砖吸水后，由于石灰逐渐熟化而膨胀产生的爆裂现象，经试验后砖面出现的爆裂区域不应超过规定。 按上述技术要求，烧结普通砖的产品等级可根据其尺寸偏差、外观质量、强度等级和各物理性能，分为优等品（A）和合格品（C） 。 在产品外观检验中，如有欠火砖、酥砖或螺旋纹砖，则判定该产品不合格。 8.2 烧结普通砖 10 2024/8/3 Page 11 8.2.3 烧结普通砖的性质与应用 烧结普通砖具有强度较高，耐久性和隔热保温性能均较好的特点，因而主要用于砌筑建筑物的内、外墙、桥、拱、烟囱、沟道及其他构筑物。其中，青砖主要用于仿古建筑或古建筑维修。 烧结普通砖是传统的墙体材料。一般建筑物中墙体材料约占60%左右，目前我国墙体材料中95%左右为烧结普通砖，而且绝大部分是烧结黏土砖。值得一提的是，由于烧结普通黏土砖取土毁田严重，能耗大，砖块小，而且施工效率低、砌体自重大、抗震性差等缺点日益突出。 目前，我国许多大、中城市及地区，已开始限制烧结普通黏土砖的使用。烧结多孔砖、烧结空心砖及其他轻质墙体材料，尤其是利用工农业废料生产的砖，正在逐步发展起来，并将逐步替代烧结普通砖。 8.2 烧结普通砖 11 2024/8/3 Page 12 烧结多孔砖原称竖孔空心砖或承重空心砖，因为其强度较高，保温性优于普通砖，所以，一般用于砌筑六层以下建筑物的承重墙。 《烧结多孔砖》（GB 13544—2000）规定烧结多孔砖的主要技术要求有： 8.3.1 烧结多孔砖 8.3 烧结多孔砖与烧结空心砖 1．外形尺寸 2．强度等级 3．其他性能 2024/8/3 Page 13 烧结空心砖原称水平孔空心砖或非承重空心砖，因其轻质、保温性好，但强度低，所以主要用于非承重墙、框架结构的填充墙烧结空心砖的主要技术要求如下： 8.3.2 烧结空心砖 8.3 烧结多孔砖与烧结空心砖 1．外形尺寸 2．强度等级 3．其他性能 2024/8/3 Page 14 8.4.1 蒸压灰砂砖 蒸压灰砂砖（LSB）是以石英为原料（也可加入着色剂或掺合剂），经配料、拌和、压制成型和蒸压养护（175℃～191℃， 0.8～1.2MPa的饱和蒸汽）而制成的。用料中石灰占10%～20%。 灰砂砖的尺寸规格与烧结普通砖相同，为240mm×115mm×53mm。其体积密度为1800～1900kg/m3，导热系数约为0.61W/（m·K）。根据产品的尺寸偏差和外观质量分为优等品（A）、一等品（B）、合格品（C）三个等级。 灰砂砖按《蒸压灰砂砖》（GB 11945—1999）的规定，根据砖浸水24h后的抗压强度和抗折强度分为MU25、 MU20、 MU15、 MU10四个强度等级。 灰砂砖有彩色（Co）和本色（N）两类。灰砂砖产品名称（LSB）、颜色、强度等级、标准编号的顺序标记。如MU20，优等品的彩色灰砂砖，其产品标记为： LSB-Co-20-A-GB11945MU15、 MU20、 MU25的砖可用于基础及其他建筑； MU10的砖仅可用于防潮层以上的建筑。 灰砂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建筑部位，也不宜用于有流水冲刷的部位。 8.4 非烧结砖 2024/8/3 Page 15 8.4.2 蒸压（养）粉煤灰砖 粉煤灰砖是利用电厂废料粉煤灰为主要原料，掺入适量的石灰和石膏或再加入部分炉渣等，经配料、拌和、压制成型、常压或高压蒸汽养护而成的实心砖。其外形尺寸同普通砖，即长240mm、宽115mm、高53mm，呈深灰色，体积密度约为1500kg/m3。 根据《粉煤灰砖》（JC/T239—2001）规定的抗压强度和抗折强度，分为MU30、 MU25、MU20、 MU15、 MU10五个强度等级。粉煤灰砖可用于工业与民用建筑的墙体和基础，但用于基础或易受冻融和干湿交替作用的建筑部位，必须使用一等品和优等品。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建筑部位。为避免或减少收缩裂缝的产生，用粉煤灰砖砌筑的建筑物，应适当增设圈梁及伸缩缝。 8.4 非烧结砖 炉渣砖是以煤燃烧后的炉渣（煤渣）为主要原料，加入适量的石灰或电石渣、石膏等材料混合、搅拌、成型、蒸汽养护等而制成的砖。其尺寸规格与普通砖相同，呈黑灰色，体积密度为1500～2000kg/m3，吸水率6%～19%。按其抗压强度和抗折强度分为MU20、 MU15、 MU10三个强度等级。该类砖可用于一般工程的内墙和非承重外墙，但不得用于受高温、受急冷急热交替作用或有酸性介质侵蚀的部位。 2024/8/3 Page 16 8.4.3 炉渣砖 8.4 非烧结砖 2024/8/3 Page 17 陶瓷制品的品种繁多，为了便于掌握各类产品的特征，通常从不同的角度加以分类。最常用的有以下两种分类方法。 8.5.1 陶瓷制品的分类 8.5 建筑陶瓷 1．按用途分类 2．按所用原料及坯体的致密程度分类 2024/8/3 Page 18 8.5.2 常用建筑陶瓷 8.5 建筑陶瓷 1．釉面砖 2．墙地砖 3．陶瓷锦砖 4．琉璃制品 2024/8/3 Page 19 1．玻璃的组成与分类 （1）玻璃的组成 玻璃的组成很复杂，其主要化学成分为SiO2（含量72%左右）、 Na2O（含量15%左右）、 CaO（含量8%左右），另外还含有少量Al2O3、 MgO等，它们对玻璃的性质起着十分重要的作用，改变玻璃的化学成分、相对含量和制备工艺，可获得性能和应用范围绝然不同的各类玻璃制品。为使玻璃具有某种特性或改善玻璃的工艺性能，还可加入少量的助熔剂、脱色剂、着色剂、乳浊剂和发泡剂等。玻璃中主要化学成分的作用如表8.4所示。 （2）玻璃的分类 玻璃的种类很多，按其化学成分可分为硅酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、硼酸盐玻璃和铝酸盐玻璃等。其中以硅酸盐玻璃应用最广，它是以二氧化硅为主要成分，另外还含有一定量的Na2O和CaO，故又称为钠钙硅酸盐玻璃，为常用的建筑玻璃。若以K2O代替Na2O，并提高SiO2含量，则成为制造化学仪器用的钾硅酸盐玻璃。若引入MgO，并以Al2O3替代部分SiO2，则成为制造无碱玻璃纤维和高级建筑玻璃的铝硅酸盐玻璃。 8.6.1 玻璃的组成、分类及性质 8.6 玻璃及其制品 2024/8/3 Page 20 2．玻璃的性质 （1）玻璃的密度 （2）玻璃的光学性质 （3）玻璃的热工性质 （4）力学性质 （5）化学性质 8.6.1 玻璃的组成、分类及性质 8.6 玻璃及其制品 2024/8/3 Page 21 平板玻璃是片状无机玻璃的总称，建筑用的平板玻璃属于钠钙玻璃。 平板玻璃的传统成型法为“引上法”，该法是采用一定措施，用垂直引上机将玻璃液向上引成玻璃带，引上的玻璃带按一定的热工制度进行冷却和退火，经切割即得平板玻璃。此法生产的玻璃质量不够理想， 20世纪60年代后，浮法生产玻璃工艺在世界范围内发展起来。所谓“浮法”生产就是将玻璃液从熔炉中连续流入锡槽内，浮在干净的锡液上成为厚度均匀、上下两面平行、平整和光洁的玻璃带，冷却硬化后，再经退火，切割即得浮法玻璃。近几年来，由于浮法玻璃生产发展迅速，我国平板玻璃年产量已跃居世界首位。与引上法玻璃相比，浮法玻璃具有表面乎整、光洁，接近机械磨光玻璃的水平。 8.6.2 普通平板玻璃 8.6 玻璃及其制品 2024/8/3 Page 22 将普通平板玻璃经加工制成具有某些特种性能的玻璃，称为深加工玻璃制品，其主要品种如下。 8.6.3 深加工玻璃及其应用 8.6 玻璃及其制品 1．安全玻璃 （1）钢化玻璃 （2）夹层玻璃 （3）夹丝玻璃 2．温控、声控和光控玻璃 （1）吸热玻璃 （2）热反射玻璃 （3）中空玻璃 复习思考题 2024/8/3 Page 23 1．为什么要用烧结多孔砖、烧结空心砖及新型轻质墙体材料替代普通黏土砖？ 2．什么是蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖？它们的主要用途是什么？ 3．常用的陶瓷饰面材料有哪几种？各有何用途？ 4．釉面砖为何不宜用于室外？ 5．试述玻璃的主要技术性能。 6．生产普通平板玻璃的常用方法有哪几种？其产品规格有哪些？ 7．何谓平板玻璃的标准箱和重量箱？某工程需用5mm厚的平板玻璃50m2，问合多少标准箱和多少重量箱？ 8．安全玻璃有哪些品种？简述各种安全玻璃的生产、特性及应用。 9．何谓吸热玻璃、热反射玻璃和中空玻璃？ $$