土木工程概論第5次課

磚、瓦、砂、石、灰可統(tǒng)稱為地方材料，由于其工程用量大，原料價(jià)格低，一般都在當(dāng)?shù)鼗蚋浇少?gòu)。磚、瓦、砂、石、灰這些材料是最基本的建筑材料。無(wú)論是在古代，還是在現(xiàn)代的建筑領(lǐng)域中，磚、瓦、砂、石、灰處于不可替代的地位。就好比水是由氫元素和氧元素組成的，建筑都是由磚、瓦、砂、石、灰等基本的建筑材料組成的。在古埃及，充滿著智慧和勤勞的古埃及人民不可思議地創(chuàng)造了世界的七大奇跡之一的金字塔。金字塔由砂、石、灰等古老而基本的材料建成，完全沒(méi)有含有當(dāng)今科技的混凝土和鋼筋。我們祖先也是充滿著智慧和勤勞的，當(dāng)時(shí)我們的造橋技術(shù)處于領(lǐng)先地位，能橫跨很寬的河流而中間不用橋墩。這不僅體現(xiàn)了較好的結(jié)構(gòu)特性，而且還表明磚、砂、石、灰等材料制作水平高和運(yùn)用合理。左圖是趙州橋，它經(jīng)歷了幾百年滄桑仍然屹立在那里。

磚是一種常用的砌筑材料。磚瓦的生產(chǎn)和使用在我國(guó)歷史悠久，有“秦磚漢瓦”之稱。制磚的原料容易取得，生產(chǎn)工藝比較簡(jiǎn)單，價(jià)格低、體積小便于組合，粘土磚還有防火、隔熱、隔聲、吸潮等優(yōu)點(diǎn)。所以至今仍然廣泛地用于墻體、基礎(chǔ)、柱等砌筑工程中。但是由于生產(chǎn)傳統(tǒng)粘土磚毀田取土量大、能耗高、磚自重大，施工生產(chǎn)中勞動(dòng)強(qiáng)度高、工效低，因此有逐步改革并用新型材料取代的必要。有的城市已禁止在建筑物中使用粘土磚。磚按照生產(chǎn)工藝分為燒結(jié)磚和非燒結(jié)磚；按所用原材料分為粘土磚、頁(yè)巖磚、煤矸石磚、粉煤灰磚、爐渣磚和灰砂磚等；按有無(wú)孔洞分為空心磚、多孔磚和實(shí)心磚。

除粘土外，也可利用粉煤灰、煤矸石和頁(yè)巖等為原料燒制磚，這是由于它們的化學(xué)成分與粘土相近，但因其顆粒細(xì)度不及粘土，故塑性差，制磚時(shí)常需摻入一定量的粘土，以增加可塑性。

利用煤矸石和粉煤灰等工業(yè)廢渣燒磚，不僅可以減少環(huán)境污染，節(jié)約大片良田粘土，而且可以節(jié)省大量燃料煤。顯然，這是三廢利用、變廢為寶的有效途徑。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外都在研制非燒結(jié)磚。如非燒結(jié)粘土磚是利用不適合種田的山泥、廢土、砂等，加入少量水泥或石灰作固結(jié)劑及微量外加劑和適量水混合攪拌壓制成型，自然養(yǎng)護(hù)或蒸養(yǎng)一定時(shí)間即成。

瓦，一般指粘土瓦。以粘土（包括頁(yè)巖、煤矸石等粉料）為主要原料，經(jīng)泥料處理、成型、干燥和焙燒而制成。中國(guó)瓦的生產(chǎn)比磚早。西周時(shí)期就形成了獨(dú)立的制陶業(yè)，西漢時(shí)期工藝上又取得明顯的進(jìn)步，瓦的質(zhì)量也有較大提高，因稱“秦磚漢瓦”。粘土瓦的生產(chǎn)工藝與粘土磚相似，但對(duì)粘土的質(zhì)量要求較高，如含雜質(zhì)少，塑性高，泥料均化程度高等。中國(guó)目前生產(chǎn)的粘土瓦有小青瓦、脊瓦和平瓦,粘土瓦只能應(yīng)用于較大坡度的屋面。由于材質(zhì)脆、自重大、片小，施工效率低，且需要大量木材等缺點(diǎn)，在現(xiàn)代建筑屋面材料中的比例已逐漸下降。

瓦是屋面材料。由于建筑工業(yè)的發(fā)展，對(duì)屋面材料也提出了新的發(fā)展要求。目前，瓦的種類較多，按成分分，有粘土瓦、水泥瓦、石棉水泥瓦、鋼絲網(wǎng)水泥瓦、聚氯乙烯瓦、玻璃鋼瓦、瀝青瓦等；按形狀分有平瓦和波形瓦兩類。

凡采自天然巖石，經(jīng)過(guò)加工或未經(jīng)加工的石材，統(tǒng)稱為天然石材。

天然石材是最古老的土木工程材料之一。由于天然石材具有很高的抗壓強(qiáng)度，良好的耐磨性和耐久性，經(jīng)加工后表面美觀富于裝飾性，資源分布廣蘊(yùn)藏量豐富，便于就地取材，生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)，是古今土木工程中修建城垣、橋梁、房屋、道路及水利工程的主要材料。天然石材經(jīng)加工后具有良好的裝飾性，是現(xiàn)代土木工程的主要裝飾材料之一。一、毛石

毛石也稱片石，是采石場(chǎng)由爆破直接獲得的形狀不規(guī)劃的石塊。根據(jù)平整程度又將其分為亂毛石和平毛石兩類。毛石可用于砌筑基礎(chǔ)、堤壩、擋土墻等，亂毛石也可用作毛石混凝土的骨料。

二、料石

料石是由人工或機(jī)械開采出的較規(guī)則的六面體石塊，再略經(jīng)鑿琢而成。根據(jù)表面加工的平整程度分為毛料石、粗料石、半細(xì)料石和細(xì)料石四種。料石一般由致密均勻的砂巖、石灰?guī)r、花崗巖加工而成。三、飾面石材

用于建筑物內(nèi)外墻面、柱面、地面、欄桿、臺(tái)階等處裝修用的石材稱為飾面石材。飾面石材從巖石種類分主要有大理石和花崗巖兩大類。所謂大理石是指變質(zhì)或沉積的碳酸鹽類巖石，所謂花崗石是指可開采為石材的各類巖漿巖。飾面石材的外形有加工成平面的板材，或者加工成曲面的各種定型件。表面經(jīng)不同的工藝可加工成凹凸不平的毛面，或者經(jīng)過(guò)精磨