中国古建筑砖石结构发展缓慢原因分析培训资料

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古建筑砖、土结构裂缝成因及对策分析

古建筑砖、土结构裂缝成因及对策分析

古建筑砖、土结构裂缝成因及对策分析摘要:古建筑中砖-土结构材料的劣化与古建筑裂缝扩展关系密切。

以现役西安明代城墙及钟楼等古建筑为研究对象,对其墙体开裂特征及开裂原因开展了研究,以期为类似古建筑的稳定性分析、损伤预测和修复措施等提供参考。

关键词:古建筑; 砖-土结构; 有限元分析; 裂缝成因分析; 力学性能前言在我国,不同地区、不同年代遗存下来的古城墙、砖石古塔等建筑结构的基座均为“砖砌体-芯墙夯土”构造。

以西安明代钟楼为例,据史料记载,该古建筑外墙的裂缝早在 1953 年以前就已形成,地震、环境振动和地下水位升降诱发的地基不均匀沉降都会对其产生影响,迫使钟鼓楼的保护范围逐渐向外延伸,并对其进行了大范围的整修。

然而,尽管采取了有效的隔震措施及地基和主体结构加固措施,其外墙裂缝仍在缓慢扩展并有新的裂缝出现,且由此产生大面积渗漏水、酥碱掉渣、墙皮脱落粉化等现象,导致古建筑稳定性及历史文化风貌日趋受损,钟楼开裂产生的原因众多,其中主要是由于古建筑材料自身的劣化、直接或间接的破坏造成,而古建筑材料的人为劣化是诱因之一。

1古建筑砖 - 土结构裂缝成因1.1西安城墙西安明城墙平面为长方形,周长 13.74 km,墙高12 m,其顶宽 12~14 m,底宽15~18 m。

该城墙为城内外提供交通的城门有 17 座,城墙主体采用外包砖内填夯土构筑而成,见图1。

对城墙外墙裂缝的分布特征,即裂缝的长度 l、宽度 W、深度 D 进行调研,统计结果见表 1。

由表1可知,西安明城墙外墙的可见裂缝约 260余条,其中最大扩展长度约 24.6 m,最大宽度达100 mm。

城墙南部裂缝分布密度最高,东、西城墙次之,北城墙裂缝分布最少。

除此之外,还对裂缝形态及成因进行了调查,裂缝多为与地面呈垂直角度分布,按裂缝形态分,主要有正“八”字形、倒“八”字形、倒“Z”形、倒“S”形等。

同时,还有呈中间宽两端窄的“X”形裂缝(图2),按裂缝成因和力学机制可分为水平张拉、剪切、综合裂缝及碎裂裂缝等。

古建筑面临的问题及改造对策

古建筑面临的问题及改造对策

古建筑面临的问题及改造对策古建筑是我国优秀的传统文化遗产,具有重要的历史、艺术和科学价值。

由于时间的流逝和各种自然和人为的原因,古建筑也面临着一些问题,需要采取适当的改造对策来保护和传承。

古建筑面临的问题之一是结构老化和损坏。

由于古建筑的年代较长,其木、砖、石等构件经受了风雨侵蚀和长时间的压力,出现了裂缝、倾斜、腐朽等问题。

针对这个问题,可以采取加固、修复和更换受损构件的方法,以确保古建筑的结构稳定和安全。

古建筑还面临着水土流失和湿度问题。

长时间的风吹雨淋导致古建筑基础土壤流失,墙体渗漏和地下水位上升产生湿度过高的情况。

针对这个问题,可以通过进行土地整治,加固基础,修复墙体以及加装排水系统等方式来解决,以保护古建筑不受水土流失和湿度过高的影响。

古建筑还面临着自然灾害的威胁,如地震、洪水、风灾等。

特别是我国地处地震多发区,很多古建筑的抗震性能较弱,容易因地震而倒塌。

针对这个问题,可以采取抗震改造措施,如加固结构、增加支撑、设立避震壁等方法,以提高古建筑的抗震能力,减少地震灾害对其造成的影响。

由于现代社会的发展,古建筑所处的环境也发生了变化,如城市化进程加快、交通拥堵、环境污染严重等问题。

这些变化对古建筑的保护和传承造成了一定的困难。

针对这个问题,可以采取调整周边环境、限制交通、提升绿化等方法,以维护古建筑的环境品质和文化氛围。

除了以上问题,古建筑还面临着管理和运营的困难。

很多古建筑由于历史原因常年闲置,管理不善,导致其破败和濒临荒废。

需要建立完善的管理机制,加强对古建筑的日常维护和保养,提供合理的文化活动和旅游服务,以实现古建筑的可持续发展。

古建筑面临了诸多问题,但只要采取恰当的改造对策,就能保护和传承这一重要的文化遗产。

在改造过程中,需要充分考虑古建筑的历史和文化特点,坚持“修旧如旧”的原则,积极利用现代科技手段,保护古建筑的原有风貌和特色,以实现古建筑的再利用和永久保存。

我国古建筑修缮中存在的问题及对策

我国古建筑修缮中存在的问题及对策

我国古建筑修缮中存在的问题及对策1. 引言1.1 古建筑修缮的重要性古建筑修缮是保护和传承我国珍贵文化遗产的重要举措。

古建筑代表着我国悠久的历史和独特的文化传统,是中华民族的宝贵财富。

通过修缮古建筑,可以延续其历史价值,传承其文化内涵,让后人能够感受和体会古代建筑艺术的魅力。

古建筑修缮还有助于增强人们的文化自信和民族认同感,促进国家的文化软实力和国际影响力。

古建筑修缮也可以带动当地经济发展,促进旅游业的繁荣,为地方社会的可持续发展作出贡献。

古建筑修缮不仅仅是对历史文化的尊重和传承,更是一项具有重要意义的文化事业,应当得到更多的关注和支持。

保护和修缮古建筑,既是对过去的尊重,也是对未来的投资,是我们每个人应尽的责任和义务。

只有加强古建筑修缮工作,才能真正实现文化遗产的传承和保护,让后人能够继续享受古建筑所带来的历史和文化的魅力。

1.2 古建筑修缮存在的问题1. 缺乏专业人才:目前古建筑修缮领域缺乏高素质的专业人才,导致在修缮过程中出现技术不过关、质量不可靠的情况。

2. 修缮方案不合理:有些修缮工程在修缮方案制定时缺乏科学性和系统性,导致修缮效果不理想甚至对古建筑造成破坏。

3. 资金紧缺:古建筑修缮需要大量的资金投入,但目前资金来源有限,导致修缮工程进展缓慢或者无法开展。

4. 材料选用不当:在古建筑修缮过程中,有些使用的材料不符合古建筑的特点,导致修缮效果不佳或者对古建筑造成伤害。

5. 文物保护意识不足:部分从事古建筑修缮工作的人员缺乏对文物保护的重视,导致在修缮过程中对文物不够细致的保护,甚至造成二次破坏。

这些问题的存在严重影响了我国古建筑修缮工作的质量和效率,需要采取相应的对策来解决。

【接下来是正文部分】。

2. 正文2.1 缺乏专业人才古建筑修缮中存在的一个重要问题是缺乏专业人才。

由于古建筑修缮需要掌握丰富的历史文化知识、建筑工程技术等多方面的专业知识,而目前我国对古建筑修缮专业人才的培养和引进还存在一定的不足。

古代砖石建筑保护与修缮

古代砖石建筑保护与修缮

2.砖体的风化
方法一:砖砌体保护,目前采取的方法主要还是传统的抹面或剔补等物理保护措 施,这种做法使文物外观在修缮后可得到一定改善,但对文物本身也会产生一定 损坏,对于酥碱面积较大,一般只能按原状重新拆砌,这种做法往往对原文物价 值损害很大,其最终效果更是值得研究,如质量保证、安全问题等方面。 方法二:化学保护措施,这只是针对酥碱程度轻、对外 观影响要求不大的一类砖砌体。所用材料仍主要为硅类, 但目前处在实验阶段,尚未听说有大面积的实施。
第五 古代砖石建筑保护与修缮
第一节 古代砖石建筑破坏的原因
1、人为的破坏(历史原因造成的、人们缺乏保护意识导致的、战争) 1)历史原因造成的 2)人们缺乏保护意识导致的 3)战争 2、自然因素(地震、天气 等环境变化)
第二节 古代砖石建筑保护措施
1.砖、石件风化及残损
1)石件风化 目前古建筑中砖、石风化现象较为普遍,在汉白玉、砂 岩类石件中较为突出。北京在化学保护方面十几年来取 得了一些成功的经验,实践说明化学保护在文物保护的 措施中是必不可少的,也是当前石件保护行之有效的方 法之一。
第五讲 古代砖石建筑保护与修缮
第二节 古代砖石建筑保护措施
此方法修缮时注意的问题:
一是施工难度较大,费工费时,酥墙深度不大的部位补条较薄,补配损耗较大; 二是技术要求高,施工技术人员要严格按设计意图去操作,才能达到预期的效果。
困难:
砖瓦是人工生产的建筑材料, 传统的砖瓦烧制工艺非常严格、讲究, 以宫殿 建筑所用金砖为例, 从取土练泥, 踏熟混团、制坯晾干、装窑点火、文火熏烤、熄 火窨水到出窑, 需要一年多时间才能烧制成功。现在的砖瓦厂, 即使了解这一系列 传统工艺, 也没有一个厂会按这套工艺去做。因为那样会使成本提高, 产品卖不出 去, 造成厂子倒闭。所以,现在生产的砖瓦, 质量都大不如前。

砖石结构古建筑修缮的分析及研究

砖石结构古建筑修缮的分析及研究

砖石结构古建筑修缮的分析及研究发布时间:2022-12-20T08:05:39.105Z 来源:《工程管理前沿》2022年16期作者:刘笑[导读] 现存的很多砖石结构古建筑都需要进行修缮和维护,但是文物保护行业对于古建筑的修缮保护工作缺乏质量管控的相关标准。

刘笑?(百色学院??广西?百色?533000摘要:现存的很多砖石结构古建筑都需要进行修缮和维护,但是文物保护行业对于古建筑的修缮保护工作缺乏质量管控的相关标准。

本文分析砖石结构古建筑的原材料,了解砖石结构古建筑修缮的基本要求以及相关的措施,希望可以为砖石结构古建筑的修缮目标实现提供参考依据。

关键词:砖石结构;古建筑修缮;文物保护砖石结构的古建筑是我国古建筑体系中的关键组成,它们的数量较多,砖石结构古建筑包括城墙、城台、塔桥等建筑类型。

本文针对真实结构古建筑的修缮问题进行分析和探讨,以期可以为古建筑的修缮目标实现提供参考。

一、砖石结构古建筑的原材料(一)砖砖石构造的古建筑所用到的原材料不但包括天然的石材,同时也包括大量的烧制砖,由于砖本身就是烧制产生,他们的质量会受到人为因素的影响,同时也会对砖石构造的质量产生影响。

古建筑砖料的名称相对来说比较丰富,其规格也并不统一,这些砖的材料来源也不并不完全一致,多种因素相互交织在一起,让古建筑的砖料出现了很多的名称,在具体使用过程中就会遇到很多的不便条件。

但是当前已经知道的古建筑砖料的规格就有几十种,针对于砖材料来说,尺寸的控制是一个重要的环节,除了尺寸控制之外,还需要对专用材料进行抗压以及抗折强度以及抗风化性能等多个方面加以控制。

在整个建筑行业中,对于砖材料的控制以及执行标准可能相对来说并不严格,这对于专品的质量提升会产生较大的影响,砖石结构的古建筑文物保护相对来说比较特殊,文物行业在制定相关要求和标准的时候,就需要制定出最低的标准,要求企业对自身的技术进行创新和优化,最大程度上提高生产技术以及最终产品的质量,针对于产质量不达标的产品,要严禁他们进入到文物市场中使用。

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第三章 宫殿 坛庙 陵墓
第一节 宫殿
一、宫殿的起源及其演化
我国现知最早的宫殿遗址,是河南偃师二里头商代宫殿遗址。据史书记载, 此处是商汤建都的西亳所在。此后一直大隋朝,改用“三朝五门”的周制。 所谓五门,是承天门、太极门、朱明门、两仪门、甘露门;三朝,乃外朝— —承天门,中朝——太极殿,内朝——两仪殿。歧山风雏南周宫室,已明显 成为对称布局,围成几组院落的建筑群。如图:

我国古代建筑经历了原始社会、奴隶社会和封建社会三个历史
阶段,其中封建社会是形成我国古典建筑的主要阶段。
一、原始社会:人们以群居的形式居住,创造了原始的木架建筑,满 足了最基本的居住和公共活动要求。其中有代表性的房屋遗址有两种: 一种是长江流域多水地区的干阑式建筑;一种是黄河流域的木骨泥墙 房屋。晚期,穴居成为黄河流域的主要居住方式。
(四)古代建筑的色彩有一定的等级从金-红-绿-蓝-青-黑依次递减。 从春秋起不断发展大致到明总结出了一套完整的手法。但随着民族和 地区的不同又有若干差别。
第二讲 城市建设
发展概况 古代,城市是奴隶主和封建主对劳动人民进行政治统治和经济剥削的据点,
也是统治集团的安乐窝,同时,城市有集中体现了古代经济、文化、科学、 技术等多方面的成就。古代都城为了统治者的安全,有城与郭的设置。所谓 “筑城以卫君,造郭以守民”。城,是保护国君的;郭,是看管人民的。郭 的规模对于一个城市的安全更为重要,于是从汉以后,只发展后者,各个朝 代赋予城、郭的名称不一:或称子城、罗城;或称内城、外城;或称阙城、 国城。 筑城的办法,夏商时期出现了版筑夯土城墙,但夯土易受雨水冲刷,唐以后 用砖包夯土墙,明代砖的产量增加,开始普及。为了加强城门的防御能力, 许多城市设有两道以上城门,形成”瓮城“。城墙每隔一定距离,突出矩形 墩台,以利防守者从侧面射击敌人,这种墩台称为敌台或”马面“。 一、规划思想 1、城市的概念:人口集中,工商业发达,居民以非农业为主通常是政治、 文化、经济中心反映了国家的发展。

古建筑砖-土结构裂缝成因及对策分析

古建筑砖-土结构裂缝成因及对策分析

古建筑砖-土结构裂缝成因及对策分析古建筑砖是我国传统建筑结构中常见的材料,其在建筑中承担着重要的结构支撑作用。

随着时间的推移和环境的影响,古建筑砖常常会出现裂缝现象,给建筑的结构安全和美观造成影响。

本文将分析古建筑砖土结构裂缝的成因以及对策,以期为古建筑维护提供一些参考。

一、成因分析1. 土壤环境影响古建筑所处的土壤环境是造成裂缝的主要原因之一。

土壤含水量的变化、土壤的沉降等都会对古建筑的砖土结构造成影响,进而导致裂缝的产生。

2. 材料质量古建筑所使用的砖材料质量不一,一些砖料的质量不佳,甚至有的含砂量过高、成型不当等,都会导致砌体结构的不牢固,从而形成裂缝。

3. 结构设计问题古建筑的结构设计问题也是导致裂缝产生的原因之一。

结构设计不合理、结构受力不均匀等都会造成砖土结构的变形和裂缝的产生。

4. 自然灾害影响自然灾害,如地震、洪水等,也会对古建筑的砖土结构造成不同程度的影响,进而导致裂缝的产生。

二、对策分析1. 合理的土壤改良针对土壤环境问题,可以通过合理的土壤改良措施来解决。

根据不同的土壤环境特点,采取加固土壤、改善排水等措施,减少土壤对建筑的影响,从根本上解决裂缝问题。

2. 选材与改良在古建筑维护过程中,应该选择质量良好的砖材,且可以采取一些改良措施,如对砖料进行加固处理、选用新型的抗裂砌筑砂浆等,以提高砌体结构的稳定性,减少裂缝的发生。

在对古建筑进行维护和修缮时,可以通过对结构进行优化设计,使结构受力更加均匀,减少砖土结构的变形,从而减少裂缝的产生。

4. 抗灾减震设施针对自然灾害的影响,可以在古建筑维护过程中加强对自然灾害的抗灾减震设施的建设,从而减少自然灾害对古建筑的破坏,减少裂缝的产生。

本文对古建筑砖土结构裂缝的成因及对策进行了分析,希望能为古建筑的维护提供一些参考。

在实际工作中,还需要综合考虑古建筑的具体情况,采取科学、合理的维护措施,最大限度地减少裂缝的产生,保护我国丰富的古建筑文化遗产。

中国古建筑砖石结构发展缓慢原因分析.

中国古建筑砖石结构发展缓慢原因分析.

中国古建筑砖石结构发展缓慢的原因分析陈天声陈弘摘要:粘土砖在我国已有近3000年的使用历史,可是在期间,砖石结构在我国的发展十分缓慢。

在我国建筑史上,几千年来,砖一直没能在古建筑中担任主角,原因何在?2000多年来,在我国古建筑中,一直使用干结后既无强度,又无粘结性的黄泥浆作为砌砖胶泥;而没有使用国外早就广泛应用的石灰砂浆。

由于我国所用的砌砖胶泥中缺少起强度作用的“砂”作承重架,使砖砌体难以承重,无法作为建筑物的围护墙和承重墙使用,因而影响了砖砌体在建筑中的应用。

“砌筑胶泥选用不当”是我国古建筑砖石结构发展缓慢的根本原因。

关键词:中国古建筑、砖石结构、砌砖胶泥Abstract:The basic reason of the brick and masonry developed slowness in our country is that our country did not use the appropriate laying masonry mortar; however some foreign countries already used lime mortar. During more than 2000 years, our country has used mortar which lacks the thin aggregate-sand (sand plays the intensity role in the mortar). All along the traditional method to use pure clay-wash, which is both no intensity and no cementing power. That cause the masonry has not enough load bearing capacity to be used as building’s wall.Key words: Chinese ancient architecture; the brick and masonry construction; the masonry mortar一、砖的出现都说是秦砖汉瓦,但实际上,根据最新的考古成果报道:我国最早的瓦是甘肃灵台县桥村“齐家文化”遗址出土的印有绳纹的弧形红陶瓦,距今天已有4000多年的历史;最早的砖是甘肃民乐县东灰山“四灞文化”居住遗址出土的土砖,距今天也有3700年的历史了。

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中国古建筑砖石结构发展缓慢原因分析中国古建筑砖石结构发展缓慢的原因分析陈天声陈弘摘要:粘土砖在我国已有近3000年的使用历史,可是在期间,砖石结构在我国的发展十分缓慢。

在我国建筑史上,几千年来,砖一直没能在古建筑中担任主角,原因何在?2000多年来,在我国古建筑中,一直使用干结后既无强度,又无粘结性的黄泥浆作为砌砖胶泥;而没有使用国外早就广泛应用的石灰砂浆。

由于我国所用的砌砖胶泥中缺少起强度作用的“砂”作承重架,使砖砌体难以承重,无法作为建筑物的围护墙和承重墙使用,因而影响了砖砌体在建筑中的应用。

“砌筑胶泥选用不当”是我国古建筑砖石结构发展缓慢的根本原因。

关键词:中国古建筑、砖石结构、砌砖胶泥Abstract:The basic reason of the brick and masonry developed slowness in our country is that our country did not use the appropriate laying masonry mortar; however some foreign countries already used lime mortar. During more than 2000 years, our country has used mortar which lacks the thin aggregate-sand (sand plays the intensity role in the mortar). All along the traditional method to use pure clay-wash, which is both no intensity and no cementing power. That cause the masonry has not enough load bearing capacity to be used as building’s wall.Key words: Chinese ancient architecture; the brick and masonry construction; the masonry mortar一、砖的出现都说是秦砖汉瓦,但实际上,根据最新的考古成果报道:我国最早的瓦是甘肃灵台县桥村“齐家文化”遗址出土的印有绳纹的弧形红陶瓦,距今天已有4000多年的历史;最早的砖是甘肃民乐县东灰山“四灞文化”居住遗址出土的土砖,距今天也有3700年的历史了。

而在战国时期,在房屋建筑物上使用粘土烧制的筒瓦、板瓦作屋面和使用粘土烧制的薄砖铺地已相当普遍。

有史料记载:战国初期齐国工艺官书《考工记、匠人篇》上就已作为国标建筑规范规定了当时建筑物上常用的2种屋顶坡度的高跨比:“葺屋三分,瓦屋四分”。

《史记廉颇蔺相如列传》上在描述战国末期、公元前3世纪秦国攻取赵国都城的“邯郸之战”时,也谈到:“秦军鼓噪勒兵,武安屋瓦尽振”等。

总之,先民在生活实践中早就发现了粘土掺水后的可塑性和烧烤后的耐火性和坚硬性。

“砖”古文作“甓”和“甎”,所以在早期,陶制砖、瓦并无严格界限。

在我国建筑史上,一般以为:瓦出现在西周中期,砖出现在东周,迄今都已至少有2500~3000年的历史了。

二、砖及砖砌体的发展历史砖,凭借其本身耐蚀、耐磨、稳定、耐久、具有一定的硬度、隔热、隔声、防蛀、防火等良好的化学物理性能和具有足够的抗压强度,一定的抗弯强度等优良的力学性能,且具有原料可就地取材、烧制设备和操作工艺也都较简单等优越性,只要用合适的胶泥将其堆砌成整体后,就可成为能承受一定荷载的砖砌体。

原本在以开间不大、高度不高、量大而面广为主要特点的我国传统居住建筑中,砖砌体足可作为围护墙和承重墙体。

性能如此优良的砖,在我国的建筑领域中早就应该大有作为。

可是在我国建筑史上,多少年来,在地面建筑物中,砖砌体不便作承重墙,而且连仅承受自重的围护墙也担当不了;历来建筑物的围护墙体一直普遍都用厚达1m以上的版筑夯土墙或土坯墙,其高厚比只及3:1,而用现代胶泥砌筑的砖围墙,其设计允许高厚比则可达12:1。

几千年来,在西方人用砖、石砌造至今尚存于世的宏伟神庙和大教堂的同时,而在中国,砖只用来建筑地下墓室、作宫室和住宅等建筑物的室内墁地、道路的铺面、台阶和墙角等部位的包镶,夯土城墙和重要建筑物夯土围墙的贴面等。

在我国传统建筑中,很久以来,砖从来没有担当过主角,砖在建筑中只起着建筑构件的表面保护作用,发挥其耐磨、耐蚀等表面耐久特性,而一直没有发挥其应该发挥的力学承重作用;支撑房屋巨大屋顶的一直是木材。

我国直到公元前14世纪明代起,砖墙才开始逐渐替代土墙作为地面建筑的围护墙,到清代中叶(19世纪初)起,进而逐渐代替木构架,成为建筑物的承重兼围护墙体,从而砖块从此成为我国建筑中耗用量最大的主要建材。

几千年来砖石结构在我国发展如此缓慢,砖块在传统建筑中一直得不到有效使用,究竟是什么原因呢?历来古建筑史书上的解释是认为我国在明代以前,制砖技术不成熟,砖产量双不高,以前古时人们理念上先入为主,习惯于因循使用千年传承下来,技术上熟悉的版筑夯土墙等之故。

我们认为以这样的解释是难以令人信服的,其实,我国从东周有砖之始,便是用还原法工艺煅烧成的青砖,其强度、硬度和耐碱性都在当今所用的一般红砖之上,可见当时的烧砖技术不可谓不成熟。

再说,市场经济一向是以销定产,正是因为当时砖在建筑业上没有得到广泛应用,才使砖产量不高。

根据史料和古建筑遗址出土实物分析,我们认为砖石结构在我国长期以来发展缓慢的主要原因是我国几千年都未得到砖砌体的合适胶泥—石灰砂浆之故。

三、砖砌体的结构发展理论要使单块砖石垒砌成的一个能承受荷载的稳定砌体,则要求相邻每块砖、石块之间必须严格“面接触”。

因而其连接方式原则上有2种,一种是每块砖面及四角都精密磨平后垒砌,砖块间未施胶泥却砌缝严密,砖块间形成“面接触”。

如同古埃及胡夫金字塔那样,每块巨石都认真琢磨平整,角度精确,石块堆垒采用干砌,石块与石块间严丝合缝,严密得连薄薄的刀片也插不进去。

我国建于唐长安元年(公元701年)的西安大雁塔为7层方形砖塔,塔本身高m,底层边长25m,也是每块小青砖精致磨平对缝垒砌而成,其间不用胶泥,塔至今已1300年仍屹立如故。

但这种连接方式太费工,而且只能用于块状砌体的垒砌,如胡夫大金字塔,高147m,底宽246m见方,其高宽比为0.6;西安大雁塔高宽比为2.4。

这样大体量的砌体当然很稳定。

而对于薄片状的墙体,则必须用砖砌体常用的另一种连接方式,即用砌筑胶泥砌筑,每块砖布上均匀满铺砌筑胶泥,使砖与砖之间能借助于胶泥达到“面接触”,并垒砌粘结成整体。

现代砖石结构的强度理论认为,砖砌体受力破坏的机理是:由于在砖砌体中铺在砖面上的胶泥砂浆不可能铺得绝对均匀和满铺,因此在砖与砖之间的砂浆垫层有所不平,形成很多支点。

当砌体受压时,这些砖块便会处在压缩、弯曲、剪切和横向拉伸的复合受力状态下,而当由此产生的“主拉应力”超过单砖块的抗拉强度时,砖块就会开裂,发展下去使砖砌体破坏而失去承载能力。

又由于砌筑砂浆的弹性模量小于砖,所以砌体在纵向受压时,砂浆层的横向变形大于砖,使砖受到砂浆层的拉力作用;强度越低的砂浆,砖所受的横向拉伸力也越大。

由于砖块的抗拉强度远小于其抗压强度(约为1/10),所以即使是现代的砖砌体,其砌体抗压强度也常常只有单块砖抗压强度的1/5左右,相当于单砖块的抗弯强度。

而且根据对砖砌体所作的结构试验显示:砌体在受力下的破坏面,大多发生在砂浆和砖石的接触面上,当砂浆(砌筑胶泥)强度和粘着力很低时,砌体受压后,灰缝很早就开始破坏。

可见砌体的强度主要决定于砌筑砂浆即胶泥的强度和粘着力。

砌体的强度还决定于砖石块体的形状:块材外形整齐规整,可以大大提高砌体强度;块体厚度大、砌体强度也可增加;但块体长度太大,会减少砌体强度。

结构试验还显示:砌体的砌筑质量也是影响砌体强度的重要因素,灰缝要饱满、均匀、密实、厚度要合适,砂浆硬化期中要保水并加强养护等,砌体中砌筑砂浆的作用是在砖与砖之间垫以富有粘性而月坚固、耐压的胶泥,使砖与砖之间能尽量完全“面接触”,把各单砖块垒结成一个坚固的整体而共同工作。

在砌体受罟时,将上层砖块所受的荷载均匀地传到下层砖上去,避免因受力不匀而使砖砌体过早破坏。

砌筑砂浆在砌体中的作用,除了粘结单砖块成为有一定强度和稳定性的砖砌体的主要作用外,砂浆还填满了砖块间的缝隙,提高了砌体的隔热、保温、隔音、防潮等性能。

若要砖砌体具有一定的强度、刚度和稳定性,以作为墙体承重,必须具备3个条件:第一、砖块本身型制和尺寸要规格化、模数化,以保证砌筑方便和砌体规整。

第二、堆砌方法要科学,以保证砖块堆砌成的墙体是稳定、牢固的整砌体。

第三、选用的胶泥和其配比要合适。

即砌筑胶泥在砌体中硬化凝固后,必须具有一定的强度和粘结牢固性,砌筑时还必须具备合适的流动性和良好的保水性,以保证砌筑质量。

同时胶泥的材料应能就地取材、价廉,且要性质稳定,耐蚀,耐久性好。

这三者成了影响砖石结构应用、发展的制约因素。

根据我国古建筑遗址和汉墓出土情况显示,前两个条件在汉代已基本解决:条砖的型制,规格到东汉时已基本定型号;东汉后期起,墓室中的墓壁的砖砌体砌筑方法已改进为上、下每层顶砖、顺砖交互垒砌成整体,使墓壁砖砌体稳定性大大增强。

但第三个条件一直到唐、宋时期都未解决,且离要求相去甚远。

四、砂浆在砖砌体中的应用过程现代砖砌体所采用的最好砌筑胶泥是水泥石灰混合砂浆和水泥砂浆。

在1824年波特兰水泥问世前,石灰砂浆是砖砌体最合适的,也是最好的胶泥。

内中砂粒作为胶泥的骨料,在胶泥中起着承重骨架的作用,能满足砌体所需的强度和耐久性的要求;而且用为填料,可以减少胶泥中水泥、石灰等胶结料硬化时收缩引起的灰缝开裂。

石灰是一种气硬性胶结料,在硬化过程中,其表面在空气中逐渐吸收二氧化碳并排出水分,形成坚硬的碳酸钙固体;同时石灰浆内部的氢氧化钙也逐渐排出水分后形成一定强度的结晶。

这碳化和结晶的两个硬化过程相互结合,在石灰浆缓慢的凝结中,石灰砂浆胶泥用带坚固骨料(砂)的碳酸钙把垒砌的砖块粘结成坚固的砖砌体。

石灰浆还是一种塑化剂,给胶泥提供了好的和易性(流动性和保水性),砌筑时使胶泥砂浆能在砖面上铺砌饱满、均匀,从而保证了砖砌体的砌筑质量。

据测定:重量比为2:1的石灰砂浆,其28D后的平均抗压强度为0.4Mpa~0.5 Mpa,6个月后可达到1MPa,以后随着时间进程还会有所增长。

其耐久性、强度、粘结性、和易性、价廉、可就地取材等均能满足上述第三个条件,其线膨胀系数也与砖相近,因此,石灰砂浆足可成为砖砌墙体理想的砌筑胶泥。

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