确定砌块的规格应考虑一下因素：砌块的规格首先必须符合《建筑统一模数》的规定，砌块的长、宽、高英能组合出最常用的开间、进深、层高以及门窗洞口的尺寸。其次是砌块的尺度应考虑到生产条件，施工和起重、吊装的能力以及砌筑时错缝、搭接的可能性。确定砌块时即要考虑到砌块的强度和稳定性，又要考虑到墙体的热工性能。最后，砌块的型号越少越好，且主要块在排列组合中，使用的次数越多越好，为了减少砌块的规格，可以在砌块墙中以少量的普通砖调整尺寸。
　　目前，我国各地的生产的砌块以中、小型砌块和空心砌块居多，但规格、型号尚未统一。
　　小型砌块有实心砌块和空心砌块之分。其外形尺寸多为190mm*190mm*390mm，辅助砌块尺寸为90mm*190mm*190mm和190mm*190mm*190mm.
　　中型砌块有实心砌块和空心砌块之分。砌块的形式应首先满足建筑热工要求，并具有良好的力学性能。砌块的形状力求简单、细部尺寸合理。砌块的尺寸由各地使用材料的力学性能和成型工艺确定。空心砌块有单排方孔、单排圆孔和多排扁空三种形式。多排扁孔的保温效果好。砌块材料有混凝土和工业废料之分。
　　常见的中型空心砌块尺寸（厚*长*高）为180mm*630mm*845mm、180mm*1280mm*845mm、180mm*130mm*845mm、实心砌块的尺寸（厚*长*高）为240mm*280mm*380mm、240mm*430mm*380mm、240mm*580mm*380mm、240mm*880mm*380mm。责任编辑：冰冰狼
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　　本网转载之作品，并不意味着认同该作品的观点或真实性。如其他媒体、网站或个人转载使用，请与著作权人联系，并自负法律责任。
　　3、本网站欢迎积极投稿。&&&&&&&&&&&&&&&&&& 图1&&全国建筑热工设计分区图
表1中的使用条件，是依据&建筑热工设计分区&（见图1）来划分的，性能指标的确定，充分考虑了不同地区冬季温度的实际状况，对块体材料冻害影响程度的不同，以及为确保建筑物耐久性能的需要，而对不同地区使用的块体材料规定了不同的抗冻指标或称抗冻等级。表1中规定冻融后的质量损失率和强度损失率应为最高限值。
2.2&&国家标准GB&13544&2011以抗风化性能取代抗冻性
于2011年6月16日发布、2012年4月1日实施的国家标准《烧结多孔砖和多孔砌块》（GB&13544&2011）并没有对砖和砌块的抗冻性作出规定，而是在标准的&5.8节规定了砖的&抗风化性能&，现摘录如下：
&5.8&&抗风化性能
5.8.1&&风化区的划分见附录A。
5.8.2&&严重风化区中的1、2、3、4、5地区的砖、砌块和其他地区以淤泥、固体废弃物为主要原料生产的砖和砌块必须进行冻融试验；其他地区以粘土、粉煤灰、页岩、煤矸石为主要原料生产的砖和砌块的抗风化性能符合表6（本文表2）规定时可不做冻融试验，否则必须进行冻融试验。
5.8.3&&15次冻融循环试验后，每块砖和砌块不允许出现裂纹、分层、掉皮、缺棱掉角等冻坏现象。
附录A&&风化区的划分
A.1&&风化区用风化指数进行划分。
A.2&&风化指数是指日气温从正温降至负温或负温升至正温的，每年平均天数与每年从霜冻之日起至消失霜冻之日止这一期间降雨总量（以mm计）的平均值乘积。
A.3&&风化指数大于或等于12700为严重风化区，风化指数小于12700为非严重风化区。全国风化区划分见表A.1。
A.4&&各地如有可靠数据，也可按计算的风化指数划分本地区的风化区。&
表2&&抗风化性能
项&&&&&&&&&&目
严重风化区
非严重风化区
5h沸煮吸水率/%&
5h沸煮吸水率/%&
单块最大值
单块最大值
单块最大值
单块最大值
粘土砖和砌块
粉煤灰砖和砌块
页岩砖和砌块
煤矸石砖和砌块
&&&&注：粉煤灰掺入量（质量比）小于30%时按粘土砖和砌块规定判定。
以&5.8.2条&之规定，表明除&严重风化区中的1、2、3、4、5地区&以外，其它地区生产的砖和砌块的抗风化性能符合表2（本文的表5）的规定，即可不进行冻融试验。其意十分明了，即用砖和砌块的&抗风化性能&取代建筑应用对块体材料提出的&抗冻性&要求，抗风化性能合格就等于抗冻性也合格。
表3&&风化区的划分
严重风化区中
非严重风化区中
1.黑龙江省
4.内蒙古自治区
5.新疆维吾尔自治区
6.宁夏回族自治区
14.广西壮族自治区
17.西藏自治区
3&&GB13544&以&抗风化性能&指标评价砖和砌块的&抗冻性&难以满足建筑应用的需要
3.1&&风化区的划分与建筑热工分区划分的依据和目的显著不同，不符合建筑应用的需要
建筑应用对块体材料抗冻性能是根据冬季最冷月平均温度的不同，即&建筑热工设计分区&确定使用条件，而对不同地区规定了不同的抗冻等级，如表1所示。显然，这一规定充分的考虑了寒冷地区低温冻害对材料性能造成的不良影响，以及为满足温暖地区块体材料耐久性的需要。
国家标准GB&13544对&抗风化性能&风化区的划分，是根据&日气温从正温降至负温或负温升至正温的每年平均天数与每年从霜冻之日起至消失霜冻之日止这一期间降雨总量（以mm计）的平均值乘积&所确定的风化指数，以省为单位来划分的，如表2所示。风化区的划分没有考虑即使在一个省内，由于纬度、地形、地貌、地势等地理环境的不同，冬季最冷月平均温度亦有所不同，而对块体材料冻害的影响程度不同。因此，似乎是仅考虑到表2中最北部的1、2、3、4、5五个地区的严寒气候的表象，而规定了&严重风化区中的1、2、3、4、5地区的砖、砌块和其他地区以淤泥、固体废弃物为主要原料生产的砖和砌块必须进行冻融试验&。而事实上在辽宁省、内蒙古自治区和新疆维吾尔自治区等省（区），所辖区内亦有非严寒气候的区域。而没有强制规定必须进行冻融循环试验的甘肃省、青海省、陕西省、山西省和河北省等省份，均有属于严寒气候的区域，其中甘肃省、青海省、陕西省等省份绝大部分区域为严寒气候（见图1），按标准规定在这些省份的严寒气候区域内使用的块体材料，当满足&抗风化性能&要求时，可不做冻融试验，而在辽宁省、内蒙古自治区和新疆维吾尔自治区的省（区）所辖区内的非严寒气候区域必须做冻融试验。更为突出的是西藏自治区所辖区内绝大部分区域为严寒气候，却划在了&非严重风化区&内。显然，GB&13544对抗风化性能风化区的划分，与建筑应用根据冻害影响程度划分的区域相差甚远。
综上所述，笔者认为某一地区风化破坏程度的严重与否，是各种风化作用：物理（包括机械）风化作用、化学风化作用和生物风化作用等综合（共同）作用的结果，而非指某一项破坏因素，如严寒引起的冻融风化（属于物理风化）造成的。风化指数则是各种风化综合作用所造成的破坏程度严重与否的表征。因此，即使处于严寒地区，如西藏，并非一定是严重风化区。同理，处于严重风化区的地区，如新疆、内蒙古和辽宁等省、自治区的所辖区域内，并非都属于严寒地区。因此，以风化区确定的砖和砌块的抗风化性能，并不是为保证抵御寒冷地区冰冻的破坏作用，而是为了抵御风化的破坏作用。而建筑热工分区的划分，如前所述，是根据冬季最冷月平均温度的不同，由此确定块体材料在不同的地区应到到的抗冻等级，一方面是为了避免寒冷地区的冻害对建筑物带来的损害；另一方面，是为了温暖地区的建筑物，能够抵抗大气的风化作用，以确保建筑物的耐久性。
显然，由于国家标准GB13544关于风化区的划分，与建筑热工分区划分的依据和目的显著不同，所确定的区域相差甚远，而不能满足建筑应用的需要。如以满足不同风化区的严重与否，以防止风化作用的破坏为目的，选用的具有所需要的抗风化性能的砖和砌块，能否满足不同建筑热工分区的建筑物抵御冻害的实际需要，值得认真商榷。
国家标准GB13544对抗冻性的要求远低于建筑应用技术的要求
国家标准GB13544没有对砖和砌块的抗冻性作出明确而具体的规定。只是在&抗风化性能&一节中规定：&严重风化区中的、、、、地区的砖、砌块和其他地区以淤泥、固体废弃物为主要原料生产的砖和砌块必须进行冻融试验&，&砖和砌块的抗风化性能符合表（本文表）规定时可不做冻融试验，否则必须进行冻融试验&，以及规定在需要时仅需进行&15次冻融循环试验&。没有明确规定不同使用地区，应达到的抗冻等级，如F15、F25、F35、F50等。
按GB&13544的规定，即使在严寒地区也仅需进行&15次冻融循环试验&，即冻融等级为F15，显著低于国家标准GB&50574关于在严寒地区块体材料抗冻等级为&F50&的规定，见表1，即远低于建筑应用技术的要求。而在美国有关烧结砖的标准中，如C67《砖和结构用粘土砖抽样和检验方法》要求砖在做冻融试验时，不分地域，不分砖的种类和等级，均应进行50次冻融循环试验。因此，在美国烧结砖的标准中没有对不同地区应达到的抗冻等级的规定，也许正因如此，GB&13544亦没有规定抗冻等级。又如C&62建筑用砖、C&672空心砖等标准中，均要求当砖的吸水性指标（5h沸煮吸水率和饱和系数指标）不满足要求时，均要求进行50次冻融循环试验。
烧结砖砌体无疑是耐久性非常好的建筑材料，中国好多历史上保留至今的建筑物，以及西欧罗马时期的建筑物足以证明这一点。但是，近些年来，砖瓦生产工艺装备和工艺技术有了很大进步，然而，却屡屡出现冻害问题，笔者对此深有体验。
在尚未实行内燃砖的年代，尽管采用落后的生产工艺，却很少出现冻害现象，具有较好的耐久性。随着内燃砖的兴起，冻害问题却时常出现，其主要原因在于原材料的选择、处理和配比，以及成型和焙烧质量不尽人意，经常看到的砖的外表具有鲜红的色彩，却内藏&黑心&，严重的影响了建筑工程的耐久性。这一类砖，仅经15次冻融循环的试验，难以对其耐久性好坏作出判定，而给建筑工程质量带来隐患。
如图2所示，2012年6月份拍到的20世纪60年代中晚期建造的双曲双拱桥，桥面下采用红砖（外燃砖）的护墙墙皮脱落的图片，从图片可见，砖的条面和顶面基本完好，表明墙皮的脱落并非是由于砖受到冻融的危害所致。
而图3和图4为20世纪90年代建造的砖墙墙皮脱落的图片，可明显见到由于砖的&黑心&致使砖的冻融不过关，造成砖体外部脱落。图5为21世纪一座颇具规模的建筑，采用的仅有薄薄一层红色、内部呈黑心的烧结砖，由于冻害而造成脱落的现象。出现这些问题的原因，与烧结砖标准规定的仅进行15次冻融循环试验不无关系。
综上所述，由于国家标准GB13544关于风化区的划分与建筑热工分区划分的依据、目的显著不同，划分的区域相差甚远，以及仅以15次冻融循环试验结果就可判定砖和砌块的抗风化性能是否合格，进而认定砖和砌块的抗冻性是否合格，以此认定抗冻性合格的砖和砌块，并不能保证满足寒冷和严寒地区对砖或砌块抗冻性的需要。
4&&不能用&&抗风化性能&取代砖和砌块的抗冻性
&抗风化性能&仅在烧结砖的标准中，或在有关建材资料和书籍中，或在互联网上在依据烧结砖的国家标准介绍烧结砖的性能时，可见到提及&抗风化性能&，并将&&解释为&&，除提到烧结砖以外的场合，几乎看不到&抗风化性能&一词的出现，所见到的是与其含义极为相近的&耐久性&。笔者认为，这是因为在建筑应用中关心的是建筑材料的耐久性，其是指：材料长期抵抗各种内外因素或腐蚀介质的作用，保持其原有性质的能力，或者说不被破坏的能力。耐久性一般包括：抗冻性、抗碳化性（碳化稳定性）、抗渗性、耐水性、抗腐蚀性等等许多项。因此，在有关建筑材料的资料中介绍的是耐久性及与其有关的物理化学性能和相关知识。在建筑应用标准中，强调的是耐久性而不是&抗风化性能&，如《混凝土结构设计规范》（GB）中，强调的是&耐久性设计&&、&材料的耐久性质量要求&等；《砌体结构设计规范》（GB&）中，专门一节明确了&耐久性规定&；《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ/T55-2011）首次提出了&耐久性能的设计要求&。对于建筑材料耐久性的研究，则是为了生产耐久性能良好的建筑材料和提高建筑材料耐久性的需要。
在互联网上看到的与地质和岩石有关的资料中，却可时常见到&&抗风化能力&或称&抗风化性能&及相关的知识。对于岩石而言，抗风化性能即抗风化能力是指：岩石抵抗风化破坏作用的能力。抗风化性能一般包括：透水性（抗渗性）、软化性（耐水性）、抗冻性、耐腐蚀性、抗碳酸化性等。风化作用则是指：岩石在地表或接近地表的地方，在地表的常温、常压下，由于变化、水和水溶液以及大气和等的共同作用下，在原地遭受破坏的过程。风化作用一般分三类：物理（包括机械）风化、化学风化和生物风化作用。对于岩石抗风化性能的研究，则是为了了解和判断各种不同种类岩石的抗风化性能，或用于选择抗风化性能满足应用需要的岩石，如用于建筑工程的石材，就需要选择抗风化性能满足建筑工程耐久性要求的石材。
影响建筑材料耐久性和岩石抗风化性能的内、外部因素极为相似。就内部因素而言，对于建筑材料或岩石，如当组成易溶于水或其它液体，或易与其它物质发生化学反应，则它们的耐水性和耐化学腐蚀性等较差，即表明建筑材料或岩石的耐久性或抗风化性能较差；又如当孔隙率，特别是开口孔隙率较大时，它们的抗冻性较差，亦即耐久性或抗风化性能较差；当强度较高时，它们的耐久性或抗风化性能往往较高。
影响耐久性和抗风化性能的外部因素主要有：
1、化学作用或化学风化作用&&包括各种酸、碱、盐及其它水溶液，各种腐蚀性气体以及氧和二氧化碳等，对建筑材料或岩石具有化学腐蚀作用或氧化及碳酸化作用。
2、物理作用或物理风化作用&&包括光、热、电、温度差、湿度差、干湿循环、冻融循环、溶解等，可使建筑材料或岩石结构发生变化，如内部产生微裂纹或孔隙率增加。
3、机械作用或机械风化作用&&包括冲击、疲劳荷载，各种气体、液体及固体引起的磨损和磨耗。
4、生物作用或生物风化作用&&包括菌类、昆虫等可使建筑材料或岩石产生腐朽、虫蛀而破坏。
当采用岩石作为建筑材料即建筑石材时，对其抗风化性能的要求与建筑材料耐久性的要求是一致的，必须满足建筑工程耐久性的要求，另外，它们所反映的都是材料综合性能的好坏，而非某一项性能，如抗冻性、耐水性、抗渗性等的好坏，可以说这些是他们相同之处。
它们的不同之处，简单的说，抗风化性能是指材料抵抗风化破坏作用的能力；而耐久性则是指材料抵抗内、外界破坏因素作用，保持其原有性质的能力，即经久耐用的能力。即使是同一术语，对于岩石和建材来说亦有不同的定义，如抗冻性，对于岩石而言是指抵抗冻融破坏的能力；对于建材来说是指材料抵抗冻融作用不被破坏的能力（或保持原有性质的能力）。
岩石（包括建筑石材）的抗风化性能（能力）是天然形成和先天所固有的，后天不经特殊的加工和处理，是难以改善的，在应用时，应根据不同岩石的抗风化性能（能力）、质地和可加工性选择符合需要的岩石，并经过切、凿、磨、铣等机械加工，加工成所需要的建筑石材。而建筑材料的耐久性是根据建筑工程对耐久性的要求，选择合适的原材料，进行配合比设计并采用一定的工艺方法加工制造而形成的，对于耐久性不满足建筑应用要求的，可通过科学的方法加以改进和提高。
此外，美国标准&C216装饰砖、C62建筑用砖、C672空心砖等烧结砖标准，对砖等级的划分，是依据在潮湿环境冻结情况下，抵抗破坏的性能即抗冻性好坏来划分的，分为高抗冻性的级和中等抗冻性的级等两个等级，而不是依靠抗风化性能划分的。仅在&&C216装饰砖&标准中，也许考虑到装饰砖用于露天的墙面和地面时，要始终裸露在大气之中，受到日光、风、霜、雨、雪、冻融、热胀冷缩和干湿循环等，与裸露在地表的岩石受到极为相似的风化作用，而要求根据使用地区的风化指数不同（小于50或大于等于50）以及所用的部位，来选用不同抗冻等级的装饰砖，而不是选用&抗风化性能&等级不同的装饰砖，如表4所示。一般来说，材料的抗冻性好坏，是材料耐久性好坏的重要表征，当材料的抗冻性好，则耐久性好，就有较高的抗风化性能或者说抗风化能力。风化指数是风化破坏严重与否的表征，如表4中风化指数为50及50以上的地区，则为严重风化区，就要采用耐久性好的砖，以抵御风化破坏作用，因此，应选择具有较高抗冻性的级的装饰砖。这与欧盟标准中的规定是一样的。在欧盟标准中也使用抗冻性指标来表征砖的耐久性。
表4&&露天用砖等级要求
小于50（1270）
50及50（1270）以上
与地面接触
不接触地面
非垂直表面
与地面接触
不接触地面
如前所述，抗风化性能即抗风化能力是抵抗破坏的能力；而抗冻性即抗冻耐久性是抵抗冻融破坏保持原有性质的能力，即经久耐用的能力。所用材料抗风化性能好坏，是依据风化指数确定的风化区严重与否来选用，风化指数是各种风化作用：物理（包括机械）风化作用、化学风化作用和生物风化作用等综合（共同）作用，造成的破坏程度的综合评价指标，并非仅由冻融风化作用的破坏程度确定，因此，非严重风化区的冻害并非都不严重，那么满足抗风化性能要求的砖和砌块，并非都能保证满足建筑应用对抗冻性的要求。而所用材料抗冻耐久性的优劣，是依据冬季最冷月平均温度确定的使用条件，为避免冻害对材料造成破坏以及即使没有冻害为保持建筑物的耐久性，规定的块体材料应达到的抗冻等级来选用（见表1）。
因此，国家标准《烧结多孔砖和多孔砌块》（GB&13544）采用&抗风化性能&取代砖和砌块的&抗冻性&，或者说评价砖和砌块的抗冻性，尽管这一方法在我国烧结砖标准中采用已有近20年的历史，如《烧结普通砖》（GB&5101&&93）关于&抗风化性能&的规定，与GB&13544完全一致，但为使砖和砌块的抗冻耐久性符合建筑工程的需要，如此规定是不合理的，应当修正。
5&&影响砖和砌块抗冻性的因素
抗冻性是材料抵抗冻融循环作用，保持原有性质不变的能力。对结构材料主要是保持强度的能力，并多以抗冻等级或抗冻指标来表示。抗冻等级用材料在吸水饱和状态下（最不利状态），经冻融循环作用，强度损失和质量损失均不超过规定值时所能抵抗的最多冻融循环（）次数，&&如F15、F25、F35、F50等，分别表示在经受&15、25、35、50次冻融循环仍能满足使用要求。
5.1&&几个基本概念
&&&&为了便于问题的讨论，现将与抗冻性有关的几个基本概念做一简要介绍。
5.1.1&&材料的孔隙率
孔隙率是指材料内部孔隙体积占材料在自然状态下体积的百分率，分为总孔隙率（简称孔隙率）、开口孔隙率和闭口孔隙率。即材料内部所有孔隙的体积、开口孔隙率的体积和闭口孔隙的体积（见图6）与材料在自然状态下体积0的百分率，分别称为材料的孔隙率、开口孔隙率和闭口孔隙率。
密实度和孔隙率都反映了材料的密实程度，墙体材料的许多性质，如强度、吸水性、抗渗性、抗冻性、导热性能、吸声性能等都与材料的疏密程度有关，它们除了与孔隙率的大小有关外，还与孔隙特征（如孔隙的种类是开口还是闭口，孔径的大小及分布等）密切相关。
开口孔隙与闭口孔隙按常压下水能否进入到孔隙中划分，将常压下水可进入的孔隙称为开口孔隙（或称连通孔），而将常压下水不能进入的孔隙称为闭口孔隙（或称封闭孔隙），见图6
2&&砖和砌块的吸水性
吸水性在建筑材料或墙体材料中，是指材料在水中能吸收水分的性质。吸水性的大小用吸水率来表示，也就是用材料或制品在饱水状态下吸收的水分质量或体积与其干质量或自然状态体积之比的百分率表示。
岩石吸水性，是指岩石在一定的试验条件下吸收水分的能力，称为岩石的吸水性。&常用吸水率、饱和吸水率及饱水系数（或称饱和系数）指标表示。
由于对砖和砌块抗冻性的检测涉及到吸水率、饱和吸水率和饱和系数，因此，在这里借用岩石的吸水性原理，讨论烧结砖和砌块的吸水性。
1、&吸水率
是指砖和砌块在常压下自由吸水饱和时的吸水率，用质量吸水率自由
质量吸水率与体积吸水率的关系为：
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&（1）
式中：&&&材料绝干体积密度，g/cm3或kg/m3；
&&&&水的密度，g/cm3或kg/m3。
由于水可进入开口孔隙，工程中常将材料在常压自由吸水饱和状态下所吸水的体积视为开口孔隙的体积，即
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&（2）
则等于，即
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&（3）
2、饱和吸水率
&&&是指砖和砌块在高压(一般压力为15MPa)、真空或沸煮条件下吸入水饱和时的吸水率，&用
质量饱和吸水率饱和高压、真空或沸煮条件，材料内部所有孔隙
质量饱和吸水率与体积饱和吸水率的关系为：
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&（4）
由于在高压、真空或煮沸条件，材料内部所有孔隙吸水饱和，则所吸水体积与所有孔隙的体积相等，即
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&（5）
则孔隙率等于体积饱和吸水率，即
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&=&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&（6）
3、饱和系数
砖和砌块的吸水率与饱和吸水率之比，称为饱和系数K。可由如下关系式计算饱和系数：
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&（7）
式中：K&&&饱和系数；
&&&质量吸水率，%；
&&质量饱和吸水率，%；
&&体积吸水率，%；
&&体积饱和吸水率，%；
&&开口孔隙率，%；
&&闭口孔隙率，%；
&&开口孔隙体积，cm3，m3；
&&所有孔隙体积，cm3，m3；
&&常压吸水饱和时的吸水体积，cm3，m3。
&&高压、真空或煮沸条件吸水饱和时的吸水体积，cm3，m3。
饱和系数反映了材料中开口孔隙与闭口孔隙的相对含量。饱和系数越大，开口孔隙的数量相对越多，而闭口孔隙相对越少。
5.2&&冻融循环破坏机理&&&&&&&
烧结砖和砌块是一种多孔材料，而具有吸收、贮存和传递水的能力。当温度降到0℃以下，随着温度的降低，贮存于砖和砌块孔隙中的水就会结冰。在出现冻害的产品上，可观察到：随着时间的推移会出现渐进式的片状剥落，而导致产品呈片状剥落、散裂、分层及裂缝。&&&&&
水在结冰时，其密度降低（表5），而它的体积却增加了9%。
表5&&在不同状态下水的密度
水的不同状态
密度&&（kg/m3）
液态水&4℃
液态水&0℃
吸水饱和的砖和砌块在冻融过程中遭受破坏的主要原因，是如上所述，水变成冰时的体积膨胀。当水变成冰时体积约膨胀9%，膨胀对材料孔壁产生巨大的压力，由此产生的拉应力超过材料的抗拉极限时，材料的孔壁会产生局部开裂，而使砖和砌块内部产生微裂纹，强度下降。加此外在冻结和融化过程中，材料内外的温差所引起的温度应力也会导致微裂纹的产生或加速微裂纹的扩展。
5.3&&影响抗冻性的因素
影响材料抗冻性的主要因素有：
1、材料的孔隙率P和开口孔隙率一般情况下，越大特别是越大，则材料的抗冻性越差。
2、孔隙的充水程度&&充水程度以饱和系数评定，K越小抗冻性越好，反之越差。
3、材料本身的强度&&材料强度越高，抵抗冻害的能力越强，其抗冻性越高。
其中材料的充水程度至关重要。
如上所述，当水变成冰时体积膨胀约为9%。因此，从理论上讲，若材料内部孔隙分布均匀，当饱和系数0.91时，结冰不会引起冻害，因未充水的孔隙空间可以容纳由于结冰而增加的体积。但当0.91时，则已不能容纳所有冰的体积，故对材料的孔壁产生压力，因而会引起冻害。实际上，由于砖和砌块孔隙分布不均匀和局部饱和的存在，需较0.91小一些才是安全的。
那么，在冰冻环境中，建筑结构中湿（水）含量即充水程度达到多少？会产生破坏作用。Ritchre和Dayison对湿（水）含量和温度之间的关系，进行了最仔细的研究，他们建议（砖）在冷水中浸泡24h，吸水约80%是其临界含湿量，即为在常压下所允许的充水程度的最高限值为80%，低于这一数值材料就不会被破坏。
BRE（范围协会）从1930年到1964年进行的长期试验表明：所有试验的砖都没有超过浸泡24h的吸水量值，甚至那些人工制造的气氛下也是如此。此试验研究表明，烧结砖冷水浸泡24h的吸水量，已达到常压自由吸水饱和状态，即开口孔隙以充满水，则其吸水体积应为=。那么，在冷水中浸泡24h，吸水约80%是其临界含湿量，则表明开口孔隙吸水的体积，与材料内所有孔隙吸水体积之比的最高限值不应大于80%。
即表明砖在冷水浸泡24h的饱和系数的最高限值不应大于0.8，由式（7）可知：
因此，根据Ritchre和Dayison的实验研究表明，当砖冷水浸泡24h吸水饱和后的饱和系数不大于0.8，砖就不会因冻融循环受到破坏。
6&&关于利用饱和系数评价砖抗冻性能
自从大约1930年代起长期暴露试验和试验室试验已着手研究砖的耐久性。直到1959年，在欧洲11个国家使用的所有抗冻性试验方法都是采纳了1886年的基础试验方法.。在1963年Butterworth将抗冻性试验方法分为3类：
观察方法，其中包括试图模拟自然环境的湿度及冻-融过程；
测量法，例如在冻-融循环前后对其膨胀性和弹性的测量；
替换方法（是一种间接评价抗冻性的试验方法）
替换方法共有四种，饱和系数法为其中之一。
美国ASTM1975年Tech.puhl.589pp.123~132公布了饱和系数，经过认真的和长时间的考察，给出了饱和系数的用途，即在冻结试验中作为评价手段，这是基于过分简单的理论，即在浸泡期间微孔空间没有被水完全填充，因而在结冰时可接受（容纳）冰的膨胀。
美国国家标准局，根据严格的试验方法找出了砖在与水接触状态下，砖抵御周期性冻融的能力和饱和系数之间的合理关系。由于这项工作的结果，美国材料与试验协会在C216、C62、C672等烧结砖标准中，对饱和系数值做了规定。C216、C62、C672中，对可能暴露在恶劣的气候环境中砖的饱和系数，规定块平均值不得大于，单块最大不能超过的饱和系数。对砖的这些要求，最重要的一点是抵御冻害的作用。多年来以低的饱和系数作为耐久性合适的尺度的根据，证明了这种方法的有效性。
如前所述，虽然C62、C672经多次修订，但始终明确规定：&只要砖不符合表中关于最大吸水率和饱和系数的要求或不符合块砖中任一块冷浸小时吸水率不小于要求时，砖就要做次冻融循环试验。&这一规定充分表明，砖只要符合表5中关于最大吸水率和饱和系数的要求，完全可以抵御次冻融循环而不被破坏的需要。此外，还充分考虑到如果砖的孔隙分布均匀，特别是非常均匀的话，如具有较高的饱和系数，如大于0.8且小于0.91时，仍会有较好的抗冻性，为必免误判，而做出了最大吸水率和饱和系数不符合要求时，就要做50次冻融循环试验的规定。通过前面介绍的材料充水程度即饱和系数对抗冻性影响的基本原理，可充分证明C216、C62、C672，利用饱和系数评定砖抗冻性的科学性。可以看出，美国对烧结砖抗冻性的要求十分严格而且非常严谨。因此，应用于建筑工程中的砖或砌块在遭受冻害时，不会出现图的状况。
关于烧结砖出现冻害的现象，涉及到烧结砖瓦产品生产一系列过程，如原材料矿物组成不合理、原材料处理过程不当，坯体成形时有分层缺陷，焙烧制度不合理等。仅就焙烧来说，对于任何烧结砖瓦材料，其特点是,值随着焙烧温度的提高而降低，在低温焙烧时接近于1.0，在高温焙烧时可降低到大约0.5，即在不同的焙烧温度下烧成，其抗冻性有明显差异。因此，饱和系数也就成为识别烧结砖瓦产品焙烧成熟程度的指标之一。
在砖瓦产品的焙烧期间，孔隙的总体积，随着温度的升高而降低，自然也随之有收缩产生。此外，在微孔尺寸的分布上亦有所变化。由真空挤出制备的，具有代表性的烧结砖瓦产品，在不同的焙烧温度下得到两种微孔尺寸的分布状态，如图7所示。这些微孔分布的数据是由水银浸入法测定的。在1800H（982℃）下焙烧的产品，没有抵御冰冻的能力，但在1950H（1066℃）下焙烧的产品，抵御周期性的冻融超过50次。图中的实线表示在欠烧环境下微孔尺寸的分布状态，在0.85，饱和（沸煮5h）吸水率大约是15%。图中虚线表示的是同样的材料，在1950H焙烧成熟后的微孔分布状态，结果使值达到，饱和吸水率大约为5.5%。从这两种尺寸的分布状态，人们能够看到大多数的微孔是分布在一微米的范围内，并且合理的焙烧减少了总的微孔体积。
对于烧结砖，合理的焙烧有堵塞水进入微孔的可能性，也许是由于通过焙烧过程中消除了许多微毛细管，破坏了微孔结构的连续性，从而减少了微孔总的数量，特别是开口孔的数量和所占比例。如果微孔不能被水充满，将有一定的空间允许水结冰时的膨胀，这样在制品的内部结构中就不会存在有结冰时产生的巨大应力。
对于工业上大批量生产的砖来说，其抗冻破坏的能力有高有低，影响能力高低的因素列在表6中。
从表6中可以看到，高抵抗冰冻能力的砖，具有较低的微孔体积、较狭窄的微孔尺寸分布、较大的微孔平均直径、较高的弹性模量，以及较低的饱和系数和较低的冰的实际压力。从表6可以清楚的看到，饱和系数为0.72的砖，冰的实际压力仅为1680磅/2，饱和系数为0.9的砖达到3400磅/2，是前者的两倍多。
表5&&影响烧结砖抵御冻融作用的因素
高抵抗能力
低抵抗能力
总的微孔体积
微孔的直径范围（&m）
微孔的平均直径（&m）
杨氏弹性模量（磅/2）
Pi&&冰的实际压力（磅/2）
Pc&&毛细管理论冰压力（磅/2）
关于美国烧结砖标准对砖抗冻性规定的简介&&&
美国标准&C216装饰砖、C62建筑用砖、C672空心砖等烧结砖标准，对砖的物理性能，均按高抗冻性级和中等抗冻性级分为两个等级，规定了最小抗压强度指标和吸水性要求，见表5。各种砖所用的原材料均为粘土和页岩，所有性能指标完全一致，并没有对不同的原材料规定不同的吸水性指标，见表5。
下面将美国标准&C672空心砖中关于对砖耐久性的规定摘录如下：
&5.1&耐久性&&对没有确定等级的砖，按SW级的要求控制。
5.1.1&物理性能要求&&空心砖的物理性能应符合表2（本文中的表5）中相应等级的要求。表2（本文中的表5）中抗压强度，以压力垂直于顺砌时大面位置来检测。
表5&&物理性能
最小抗压强度（MPa）
（在总面积上的平均最小值）
最大吸水率(%)
(5小时沸煮)
最大饱和系数
5.1.2&&吸水率&&如果5块砖中任一块冷浸24小时吸水率均小于8%，取消饱和系数要求。
5.1.3&&冻融&&按标准C67规定的检测方法进行冻融循环试验后，若砖的强度符合表5的要求，取消5小时沸煮吸水率和饱和系数要求。
注2&&只要砖不符合表2（本文中的表5）中关于最大吸水率和饱和系数的要求或不符合5.1.2中吸水率限值要求时，才进行50次冻融循环试验。
5.1.3.1&&SW级：质量损失&&单块砖的干质量损失不大于0.5%.
5.1.3.2&&SW级：破损&&每块砖均未破损成两片或更多碎片。
5.1.3.3&&SW级：裂纹要求&&每块砖的裂纹尺寸均不超过砖的最小尺寸。&
可清楚的看到，美国标准要求的是砖的&耐久性&而不是&抗风化性能&。对砖的耐久性评价指标有：物理性能（包括抗压强度、5小时沸煮吸水率、饱和系数等）、冷浸24h吸水率和冻融等。另外，还可看到无论是高抗冻还是中等抗冻的砖，都只有一个抗压强度平均值（强度等级）指标，且高抗冻性的砖的强度高于中等抗冻性的砖，无疑表明砖为满足高抗冻性要求就应有较高的强度。
&C672对空心砖抗冻性的规定，要明显高于GB&13544的规定，如只要砖不符合表5中关于最大吸水率和饱和系数的要求或不符合5块砖中任一块冷浸24小时吸水率不小于8%要求时，砖就要做50次冻融循环（在水中冻20h、融4h，一天一循环）试验。GB&13544规定当吸水率和饱和系数不符合表2（本文）要求时，仅需要做15次冻融循环试验。
评定砖和砌块抗冻性方法的建议
从GB&13544对砖的沸煮吸水率和饱和系数的规定（见表2）看，似乎是依据砖所能达到的吸水性指标，并不是遵循材料的饱水程度与避免冻害关系的基本科学原理做出的规定。一般来说不同原料的烧结砖产品的质量，主要是密实度排序是：页岩砖、煤矸石砖、粘土砖、粉煤灰砖，而对页岩砖和煤矸石砖提出了严格的吸水性要求；对粘土砖和粉煤灰砖，在严重风化区的使用做出过于宽松的规定，仅要求饱和度不大于0.85，以此检测合格的产品，并不能保证其满足在严寒或寒冷地区建筑的要求。尤其当砖和砌块除吸水性外均符合GB&13544的规定，但吸水性不符合要求时，则需进行15次冻融循环试验，试验合格则产品属合格品，然而仅以15次冻融循环试验合格的产品，并不符合夏热冬冷地区、寒冷地区和严寒地区建筑工程抗冻性应达到F25、F35、F50的需要。
根据以材料充水程度即饱和系数，控制材料遭受冻害的基本科学原理，以及美国国家标准局，采用严格的试验方法找出的砖抵御周期性冻融的能力和饱和系数之间的合理关系，被美国材料与试验协会在经多次修改的&C216、C62、C672等各种以粘土、页岩或类似的天然粘土质材料为原料的烧结砖标准中，一直在采用，而对抵御砖的冻害起到重要作用的现实，证明多年来以低的饱和系数作为评定砖产品抗冻性和耐久性合适尺度的有效性。据此，从我国的国情出发，考虑到我国烧结砖生产工艺与发达国家相比还较落后，砖的均质性较差，参照国家标准GB&13544的有关规定，借鉴美国烧结砖标准关于耐久性的规定，就评定烧结多孔砖和多孔砌块的耐久性指标建议如下：
（1）饱和吸水率（沸煮）和饱和系数应符合表6的规定。
饱和吸水率（）&
夏热冬冷和夏热冬暖地区
&&&&（2）吸水率（常温水浸24小时）
如果5块砖中任一块吸水率均小于8%，取消饱和系数要求。
（1）当砖和砌块不符合表6中饱和吸水率和饱和系数的要求或不符合（2）中吸水率限值要求时，应按表7要求的冻融循环次数进行冻融循环试验。
表7&&冻融循环次数
冻融循环次数
夏热冬冷地区
夏热冬暖地区
（2）关于冻融试验后的损失判定，如进行15次冻融循环，可采用GB&13544的有关规定：&每块砖和砌块不允许出现裂纹、分层、掉皮、缺棱掉角等冻坏现象&；进行50次冻融循环，可采用&C672的有关规定：&质量损失&&单块砖的干质量损失不大于，破损&&每块砖均未破损成两片或更多碎片，裂纹要求&&每块砖的裂纹尺寸均不超过砖的最小尺寸&，以及冻后强度不应小于GB&13544强度等级规定的平均和单块最小抗压强度值；而进行25次或35次冻融循环，则应经过试验验证后确定合适的尺度。
1、GB&13544关于风化区的划分，与建筑热工分区划分的依据和目的显著不同，所确定的区域相差甚远，加之冻融循环试验次数的规定显著低于建筑应用的需要，因此，以抗风化性能所确定的抗冻性合格的砖和砌块，能否保证满足建筑应用的需要，值得认真商榷。
2、建议应修订GB&13544关于抗冻性的规定，确定合理的抗冻性指标，以满足建筑应用的需要。
参&&&&考&&&&文&&&&献
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