第三节 结构建材的选用
一、怎样选建筑钢筋
钢筋时自建小别墅要购买的一个大宗建材,在结构中,钢筋的作用非常重要,对于结构的安全性起着至关重要的作用,因此,钢筋的选购非常关键,一定要购买货真价实的合格产品。
1.钢筋的种类
钢筋种类很多,通常按轧制外形、直径大小、力学性能、生产工艺以及在结构中的用途进行分类。
(1)按轧制外形分
①光面钢筋:Ⅰ级钢筋(HPB300级钢筋)均轧制为光面圆形截面,供应形式有盘圆,直径不大于10mm,长度为6~12m。
注:需要说明的是,根据最新的国家规定,原来的Ⅰ级钢筋(HPB235)已经停止使用了,但是在实际施工过程中,对于自建小别墅而言,高度和强度都不是很大,如果市面上还有这类钢筋,也还是可以使用的,这样可以节省一部分的费用。
②带肋钢筋:有螺旋形、人字形和月牙形三种,一般Ⅱ、Ⅲ级钢筋轧制成人字形,Ⅳ级钢筋轧制成螺旋形及月牙形。
③钢线(分低碳钢丝和碳素钢丝两种)及钢绞线。
④冷轧扭钢筋:经冷扎并冷扭成型的钢筋。
(2)按直径大小分 钢丝(直径3~5mm)、细钢筋(直径6~10mm)、粗钢筋(直径大于22mm)。对于自建小别墅而言,最常用的钢筋还是细钢筋。
(3)按力学性能分 Ⅰ级钢筋(HPB300)、Ⅱ级钢筋(HRB335)、Ⅲ级钢筋(HRB400)、Ⅳ级钢筋(HRB500)。
注:HPB是指光面圆形钢筋;HRB是指螺纹钢。
(4)按生产工艺分 热轧、冷轧、冷拉的钢筋,还有以Ⅳ级钢筋经热处理而成的热处理钢筋,强度比前者更高。
(5)按在结构中的作用分 受压钢筋、受拉钢筋、架立钢筋、分布钢筋、箍筋等。
2.钢筋的选用
钢筋是否符合质量标准,直接影响房屋的使用安全,在购买钢筋时应注意以下几个方面。
①购进的钢筋应有出厂质量证明书或试验报告单,每捆或每盘钢筋均应有标牌。
②钢筋的外观检查:钢筋表面不得有裂缝、结疤、折叠或锈蚀现象;钢筋表面的凸块不得超过螺纹的高度;钢筋的外形尺寸应符合技术标准规定。
③钢筋根上印有直径,对一对,看是否与标定相符。
在选购钢筋的时候,可以参考表4-4所列的现象进行对比、参考。
表4-4 优质与劣质钢筋对比表
注:1.圆度是指钢材直径最大与最小值的比率。在没有相应测量工具的情况下,用手触摸也可感觉钢材的大概圆度情况,因为人手的触觉相当敏锐。
2.质量证明书是钢材产品的“身份证”,购买时要查阅原件,然后索取复印件,同时盖经销商公章并妥善保管。注意有的伪劣产品的所谓“质量证明书”,是以大钢厂的质量证明书为蓝本用复印机等篡改而成的,细看不难发现字迹模糊、前后反差大、笔画粗细不同、字间前后不一致等破绽。
3.钢筋调直,可用机械或人工调直。经调直后的钢筋不得有局部弯曲、死弯、小波浪形,其表面伤不应使钢筋截面减小5%。
二、怎样选砌墙砖
1.承重墙
承重墙是指在砌体结构中支撑着上部楼层重量的墙体,在图纸上为黑色墙体,打掉会破坏整个建筑结构。承重墙是经过科学计算的,如果在承重墙上打孔开洞,就会影响建筑结构稳定性,改变了建筑结构的体系。
能作为承重墙用砖的种类很多,有黏土砖、页岩砖、灰砂砖等。农村与小城镇自建小别墅一般是用普通黏土砖。目前,国家严格限制普通黏土砖的使用,一些承重墙体改用页岩砖等材料。
无论选择哪种砖,都必须满足所需要的强度等级。普通黏土砖按照抗压强度可以为MU10、MU15、MU20、MU25和MU30五个强度等级。
普通黏土砖的标准尺寸是240mm×115mm×53mm。
2.非承重墙
其实“非承重墙”并非不承重,只是相对于承重墙而言,非承重墙起到次要承重作用,但同时也是承重墙非常重要的支撑部位。非承重墙通常用以黏土、工业废料或其他地方资源为主要原料,以不同工艺制造的、用于砌筑承重和非承重墙体的墙砖,所以又叫做砌墙砖。
用作砌筑非承重墙的砖按照生产工艺分为烧结砖和非烧结砖。经焙烧制成的砖为烧结砖;经碳化或蒸汽(压)养护硬化而成的砖属于非烧结砖。
按照孔洞率(砖上孔洞和槽的体积总和与按外尺寸算出的体积之比的百分率)的大小,砌墙砖分为实心砖、多孔砖和空心砖。实心砖是没有孔洞或孔洞率小于15%的砖;孔洞率等于或大于15%,孔的尺寸小而数量多的砖称为多孔砖;孔洞率等于或大于15%,孔的尺寸大而数量少的砖称为空心砖。
(1)烧结普通砖 烧结普通砖是以黏土、页岩、煤矸石、粉煤灰为主要原料,经焙烧而成的普通砖。按主要原料分为烧结黏土砖、烧结页岩砖、烧结煤矸石砖和烧结粉煤灰砖。
在焙烧温度范围内生产的砖称为正火砖,未达到焙烧温度范围生产的砖称为欠火砖,而超过焙烧温度范围生产的砖称为过火砖。欠火砖颜色浅、敲击时声音哑、孔隙率高、强度低、耐久性差,工程中不得使用欠火砖。过火砖颜色深、敲击声响亮、强度髙,但往往变形大,变形不大的过火砖可用于基础等部位。
烧结普通砖具有较高的强度、较好的绝热性、隔声性、耐久性及价格低廉等优点,加之原料广泛、工艺简单,所以是应用历史最久,应用范围最为广泛的墙体材料。另外,烧结普通砖也可用来砌筑柱、拱、烟囱、地面及基础等,还可与轻骨料混凝土、加气混凝土、岩棉等复合砌筑成各种轻质墙体,在砌体中配置适当的钢筋或钢丝网也可制作柱、过梁等,代替钢筋混凝土柱、过梁使用。
烧结普通砖的缺点是生产能耗高、砖的自重大、尺寸小、施工效率低、抗震性能差等,尤其是黏土实心砖大量毁坏土地、破坏生态。从节约黏土资源及利用工业废渣等方面考虑,提倡大力发展非黏土砖。所以,我国正大力推广墙体材料改革,以空心砖、工业废渣砖、砌块及轻质板材等新型墙体材料代替黏土实心砖,已成为不可逆转的势头。
(2)烧结多孔砖和烧结空心砖 烧结多孔砖、烧结空心砖与烧结普通砖相比,具有很多的优点。使用这些砖可使建筑物自重减轻1/3左右,节约黏土20%~30%,节省燃料10%~20%,且烧成率高,造价降低20%,施工效率可提高40%,并能改善砖的绝热和隔声性能,在相同的热工性能要求下,用空心砖砌筑的墙体厚度可减薄半砖左右。
①烧结多孔砖。按主要原料分为黏土砖、页岩砖、煤矸石砖和粉煤灰砖。烧结多孔砖的孔洞垂直于大面,砌筑时要求孔洞方向垂直于承压面。因为它的强度较高,主要用于建筑物的承重部位。
②烧结空心砖。由两两相对的顶面、大面及条面组成直角六面体,在烧结空心砖的中部开设有至少两个均匀排列的条孔,条孔之间由肋相隔,条孔与大面、条面平行,其间为外壁,条孔的两开口分别位于两顶面上,在所述的条孔与条面之间分别开设有若干孔径较小的边排孔,边排孔与其相邻的边排孔或相邻的条孔之间为肋。空心砖结构简单,制作方便;砌筑墙体后,能确保设置相这种墙面上的串点吊挂的承载能力,适用于非承重部位作墙体围护材料。
(3)蒸压灰砂砖 蒸压灰砂砖以适当比例的石灰和石英砂、砂或细砂岩,经磨细、加水拌和、半干法压制成型并经蒸压养护而成,是替代烧结黏土砖的产品。
蒸压灰砂砖的外形为直角六面体,标准尺寸与普通黏土砖一样。根据抗压强度和抗折强度分为MU10、MU15、MU20、MU25四个强度等级。
蒸压灰砂砖材质均匀密实,尺寸偏差小,外形光洁整齐。MU15及其以上的灰砂砖可用于基础及其他建筑部位;MU10的灰砂砖仅可用于防潮层以上的建筑部位。由于灰砂砖中的某些水化产物(氢氧化钙、碳酸钙等)不耐酸,也不耐热,因此不得用于长期受热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。
(4)粉煤灰砖 蒸压(养)粉煤灰砖是以粉煤灰和石灰为主要原料,掺入适量的石膏和骨料,经坯料制备、压制成型、高压或常压蒸汽养护而制成。其颜色呈深灰色。粉煤灰砖的标准尺寸与普通黏土砖一样,强度等级分为MU7.5、MU10、MU15、MU20四个等级。优等品的强度级别应不低于MU15级,一等品的强度级别应不低于MU10级。
粉煤灰砖可用墙体和基础,但用于基础或易受冻融和干湿交替作用的部位时,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。
(5)炉渣砖 炉渣砖是以煤渣为主要原料,加入适量石灰、石膏等材料,经混合、压制成型、蒸汽或蒸压养护而制成的实心砖。颜色呈黑灰色。其标准尺寸与普通黏土砖一样,强度等级与灰砂砖相同。炉渣砖也是可以用于墙体和基础,但用于基础或用于易受冻融和干湿交替作用的部位必须使用MU15级及其以上的砖。炉渣砖同样不得用于长期受热200℃以上、受急冷急热和有酸性介质侵蚀的建筑部位。
3.砌墙用砌块
砌块是形体大于砌墙砖的人造块材。砌块一般为直角六面体,也有各种异形的。砌块系列中主规格的长度、宽度或高度有一项或一项以上分别大于365mm、240mm或115mm,但高度不大于长度或宽度的六倍,长度不超过高度的三倍。按产品主规格的尺寸可分为大型砌块(高度大于980mm)、中型砌块(高度为380~980mm)和小型砌块(高度为115~380mm)。
①普通混凝土小型空心砌块,适用于地震设计烈度为8度及8度以下地区的建筑物的墙体。对用于承重墙和外墙的砌块,要求其干缩值小于0.5mm/m,非承重或内墙用的砌块,其干缩值应小于0.6mm/m。
②粉煤灰砌块,属于硅酸盐类制品,是以粉煤灰、石灰、石膏和骨料(炉渣、矿渣)等为原料,经配料、加水搅拌、振动成型、蒸汽养护而制成的密实砌块。
粉煤灰砌块的干缩值比水泥混凝土大,适用于墙体和基础,但不宜用于长期受高温和经常受潮湿的承重墙,也不宜用于有酸性介质侵蚀的部位。
③蒸压加气混凝土砌块,以钙质材料(水泥、石灰等)、硅质材料(砂、矿渣、粉煤灰等)以及加气剂(铝粉)等,经配料、搅拌、浇筑、发气、切割和蒸压养护而成的多孔砌块。
蒸压加气混凝土砌块质量轻,具有保温、隔热、隔声性能好、抗震性强、耐火性好、易于加工、施工方便等特点,是应用较多的轻质墙体材料之一。蒸压加气混凝土砌块适用于承重墙、间隔墙和填充墙,作为保温隔热材料也可用于复合墙板和屋面结构中。在无可靠的防护措施时,该类砌块不得用于水中、高湿度和有侵蚀介质的环境中,也不得用于建筑物的基础和温度长期高于80℃的建筑部位。
④轻骨料混凝土小型空心砌块,由水泥、砂(轻砂或普砂)、轻粗骨料、水等经搅拌、成型而得。所用轻粗骨料有粉煤灰陶粒、黏土陶粒、页岩陶粒、膨胀珍珠岩、自然煤矸石轻骨料、煤渣等。其主规格尺寸为390mm×190mm×190mm。砌块按强度等级分为六级:1.5、2.5、3.5、5.0、7.5、10六个等级;按尺寸允许偏差和外观质量,分为一等品和合格品。
强度等级为3.5级以下的砌块主要用于保温墙体或非承重墙体,强度等级为3.5级及其以上的砌块主要用于承重保温墙体。
4.新型墙体材料
现在市面上不少材料都是打着新型材料的旗号,其实,包括上面叙述的不少砌体都是属于新型墙体材料的范畴。目前市面上可见的新型墙体材料归纳起来,其种类与名称可以参考表4-5。
表4-5 新型墙体材料
注:1.原料中掺有不少于30%的工业废渣、农作物秸秆、建筑垃圾、江河(湖、海)淤泥的墙体材料产品,都可以看作是新型墙体材料。
2.符合国家标准、行业标准和地方标准的混凝土砖、烧结保温砖(砌块/中空钢网内模隔墙、复合保温砖/砌块、预制复合墙板/体、聚氨酯硬泡复合板及以专用聚氨酯为材料的建筑墙体等也归于新型墙体材料之列。
5.怎样选隔声材料
人在房屋中活动,总会产生一定程度的噪声,为了互补影响,在建造过程中必须要使用一定量的隔声材料。
隔声材料种类繁多,比较常见的有砖块、钢筋混凝土墙、木板、石膏板、铁板、隔声毡、纤维板等。严格意义上说,几乎所有的材料都具有隔声作用,其区别就是不同材料间隔声量的大小不同而已。同一种材料,由于面密度不同,其隔声效果也会存在比较大的变化。
从理论上讲,隔声材料的单位密集面密度越大,隔声量就越大,材料的面密度与隔声量成正比关系。
对于隔声材料,要减弱透射声能,阻挡声音的传播,就不能如同吸声材料那样多孔、疏松、透气,相反,它的材质应该是重而密实的。因此,在选择隔声材料时,主要选择那些密实无孔隙,有较大重量的材料。
由于对噪声控制的手段缺乏了解,关于吸声与隔声的概念常常被混淆了。例如玻璃棉、岩矿棉一类具有良好吸声性能但隔声性能很差的材料就被误称为“隔声材料”。
吸声材料的材质应该是多孔、疏松和透气,这就是典型的多孔性吸声材料,在工艺上通常是用纤维状、颗粒状或发泡材料以形成多孔性结构。结构特征是:材料中具有大量的、互相贯通的、从表到里的微孔,也即具有一定的透气性。
隔声材料需要减弱透射声能,阻挡声音的传播,就不能如同吸声材料那样多孔、疏松、透气,相反它的材质应该是重而密实,如钢板、铅板、砖墙等一类材料。隔声材料材质的要求是密实无孔隙或缝隙,有较大的重量。由于这类隔声材料密实,难于吸收和透过声能而反射能强,所以它的吸声性能差。
吸声和隔声虽然有着本质上的区别,但在具体的工程应用中,它们却常常结合在一起,并发挥了综合的降噪效果。当吸声材料和隔声材料组合使用,或者将吸声材料作为隔声构造的一部分,一般都能够提升隔声结构的效果。从理论上讲,加大室内的吸声量,相当于提高了分隔墙的隔声量。常见的有隔声房间、隔声罩、由板材组成的复合墙板等。
三、怎样选木材
房屋建筑包括房架、屋顶、檩条、椽子、屋面板、房檐、柱子、门、窗、地板、墙壁板、天花板等部分。用材含水率必须在15%以下(生材绝不可使用),同时还需预先做防腐、防虫、防火处理。可用树种很多,但最佳用材为针叶材(地板例外):南方首选杉木,次选松木;北方首选红松,次选其他松木。选木材时要注意以下几点。
①新鲜的木方略带红色,纹理清晰。如果其色彩呈暗黄色、无光泽,则说明是朽木。
②看所选木方横切面大小的规格是否符合要求,头尾是否光滑均匀,前后不能大小不一。
③看木方是否平直。如果有弯曲也只能是顺弯,不能有波浪弯,否则使用后容易引起结构变形、翘曲。
④要选木节较少、较小的木方。如果木节大而且多,钉子、螺钉在木节处会拧不进去或者钉断木方,导致结构不牢固,而且容易从木结处断裂。
⑤要选没有树皮、虫眼的木方。树皮是寄生虫栖身之地,有树皮的木方易生蛀虫,有虫眼的也不能用。如果这类木方用在装修中,蛀虫会吃掉所有它能吃的木质。
⑥要选密度大的木方,用手拿有沉重感,用指甲抠不会有明显的痕迹,用手压木方有弹性,弯曲后容易复原,不会断裂。
⑦最好选择加工结束时间长一些且不是露天存放的木方,这样的木方比刚刚加工完的含水率相对会低一些。