烧结砖作为传统建筑墙体材料,其耐久性受原料特性、生产工艺及环境因素的综合影响。从材料失效机理分析,它的损坏主要源于物理侵蚀、化学腐蚀及力学损伤三类作用,其破坏过程具有渐进性与复合性特征。 物理侵蚀作用是烧结砖损坏的首要诱因。冻融循环是北方地区砖体劣化的主要物理机制:当砖体吸水率超过12%时,毛细孔隙中的水分在低温下结晶膨胀(体积增加9%),产生内应力导致微裂纹扩展。反复冻融使裂纹逐渐贯通,引发砖体剥落或断裂。此外,干湿交替环境会加剧砖体收缩-膨胀变形,长期作用下导致表面粉化。热应力作用同样不可忽视,砖体在火焰或高温辐射下,表面与内部温差超过50℃时,会因不均匀热膨胀产生裂纹。 化学腐蚀过程通过溶蚀与离子交换破坏砖体结构。酸性环境(如工业废气中的SO₂、CO₂)与砖体中的钙质成分(CaO)反应生成可溶性盐(CaSO₄、Ca(HCO₃)₂),导致砖体强度衰减。碱性介质(如水泥砂浆渗出液)则可能引发硅酸盐矿物分解,破坏砖体胶结物质。盐结晶压力是另一重要化学损伤源,可溶性盐(Na₂SO₄、MgSO₄)在砖体孔隙中结晶时,会产生超过砖体抗拉强度的膨胀应力,加速砖体破坏。 力学损伤机制包含静载与动载双重作用。长期静压荷载(如地基沉降)会使砖体产生徐变变形,当应力超过砖体抗压强度的60%时,裂纹将快速发展。动载作用(如地震、机械振动)则通过疲劳效应削弱砖体结构,尤其在砖体存在初始裂纹时,动载会加速裂纹扩展速率。此外,施工过程中的不当操作(如砌筑灰缝不饱满、砖体切割损伤)会形成应力集中点,降低砖体整体耐久性。 从材料科学视角,烧结砖的孔隙结构(总孔隙率15%-25%)、矿物组成(石英、莫来石、玻璃相)及烧结制度(烧成温度900-1100℃)共同决定其抗损性能。优化原料配比、控制烧成温度及改善孔隙形态是提升砖体耐久性的关键技术路径。
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