土木工程第五章建筑砂浆

第五章建筑砂浆5.建筑砂浆建筑砂浆是由胶凝材料、细骨料和水按一定比例配制而成的，主要用于以下几个方面：(1)在结构工程中，把单块的砖、石、砌块等胶结起来构成砌体；(2)在装配式结构中，砖墙的勾缝、大型墙板和各种构件的接缝；(3)在装饰工程中，墙面、地面及梁柱结构等表面的抹面；(4)天然石材、人造石材、瓷砖、锦砖等的镶贴。根据不同用途，建筑砂浆可分为砌筑砂浆、抹面砂浆(普通抹面砂浆、防水砂浆、装饰砂浆等)、特种砂浆(如隔热砂浆、耐腐蚀砂浆、吸声砂浆等)。按所用的胶凝材料可分为水泥砂浆、石灰砂浆、混合砂浆(如水泥石灰砂浆、水泥粘土砂浆、石灰粘土砂浆等)。5.1砂浆的技术要求5.1.1新拌砂浆的和易性新拌砂浆应具有良好的和易性，使之能铺成均匀的薄层，且与底面(基面)紧密粘结；新拌砂浆的和易性可由流动性和保水性两个方面作综合评定。(1)流动性砂浆的流动性也叫稠度，是指在自重或外力作用下流动的性能，用砂浆稠度测定仪测定，以沉入度(mm)表示。沉入度越大，流动性越好。(2)保水性新拌砂浆保持其内部水分不泌出流失的能力，称为保水性。保水性不良的砂浆在存放、运输和施工过程中容易产生离析泌水现象。砂浆的保水性用砂浆分层度筒测定，以分层度(mm)表示，分层度大的砂浆保水性差，不利于施工。为使砂浆具有良好的保水性，可掺加石灰膏浆或粘土膏浆等胶凝材料。砂浆的分层度一般以10～20mm为宜。5.1.2硬化砂浆的强度和强度等级砂浆的强度是指边长70.7mm的立方体标准试块，一组六块在标准条件下养护28d后，用标准试验方法测得的抗压强度平均值(MPa)，用fmu表示。砌筑砂浆的强度等级分为：M20，M15，M10，M7.5，M5，M2.5六个等级。砂浆强度受砂浆本身的组成材料及配比的影响。同种砂浆在配比相同的情况下，砂浆强度还与基层材料的吸水性能有关。(1)不吸水基层(如致密的石材)砂浆强度的影响因素与混凝土相似，主要为水泥的强度和水灰比，砂浆强度可用经验公式表示为：式中:fmu——砂浆的28d抗压强度值，MPa；fce——水泥的实测强度值，MPa。Fce=γcfce,k,其中fce,k为水泥强度等级的标准值；γc为水泥强度等级标准值的富余系数，按实际统计资料确定，无统计资料时，取1．O；C/W——灰水比。）（40.029.0WCffcemu(2)吸水基层(如砖或其它多孔材料)当基层吸水后，砂浆中保留水分的多少就取决于其本身的保水性，对不同地区、不同品种、不同水泥的试验结果进行统计分析表明，砂浆强度与水泥强度和水泥用量有如下关系：式中:fmu——砂浆的28d抗压强度值，MPa；fce——所用水泥的实测强度值，MPa；Qc——每立方米砂浆的水泥用量，kg／m。；A、B——砂浆的特征系数。上式较适用于水泥混合砂浆，A、B值见表5.2。BAQffccem10005.1.3砂浆粘结力砂浆的粘结力是影响砌体抗剪强度、耐久性和稳定性，乃至建筑物抗震能力和抗裂性的基本因素之一。通常，砂浆的抗压强度越高粘结力越大。砂浆的粘结力还与基层材料的表面状态、清洁程度、润湿情况及施工养护等条件有关。在润湿的、粗糙的、清洁的表面上使用且养护良好的砂浆与表面粘结较好。5.1.4砂浆变形性砂浆在承受荷载、温度和湿度变化时，均会产生变形，如果变形过大或不均匀，会降低砌体的质量，引起砌体沉降或开裂。若使用轻骨料制砂浆，或掺合料过多，会引起砂浆收缩变形过大。5.1.5砂浆抗冻性强度等级M2.5以上的砂浆，常用于受冻融影响较多的建筑部位。当设计中做出冻融循环要求时，必须进行冻融试验。5.2砌筑砂浆用于砖、石、砌块等砌体砌筑的砂浆，称为砌筑砂浆。砌筑砂浆组成材料的要求和配合比的设计要满足《砌筑砂浆配合比设计规程》JGJ98—2000的规定。5.2.1砌筑砂浆的组成材料(1)水泥水泥是砂浆的主要胶凝材料，硅酸盐系的普通水泥、矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥及砌筑水泥等都可用来配制砌筑砂浆。水泥砂浆采用的水泥强度等级，不宜大于32.5级，水泥混合砂浆采用的水泥强度等级，不宜大于42.5级。一般水泥强度等级标准值(MPa)宜为砌筑砂浆强度的4～5倍。(2)细骨料砌筑砂浆常用的细骨料是天然砂。由于砂浆层较薄，对砂子的粗细程度应有限制。毛石砌体的砂浆宜选用粗砂，其最大粒径不超过灰缝厚度的1／4～1／5，砖砌体砂浆宜选用中砂。为保证砂浆质量，要限制砂中的粘土杂质含量。砂的含泥量不应超过5％；强度等级为M2.5的水泥混合砂浆，含泥量不应超过10％。(3)掺加料掺加料是在施工现场为改善砂浆和易性而加入的无机材料，如石灰膏、粘土膏、电石灰膏、磨细生石灰、粉煤灰等。(4)外加剂为使砂浆具有良好的和易性和其它施工性能，还可在砂浆中掺人外加剂(如引气剂、早强剂、缓凝剂、防冻剂等)，但外加剂的品种和掺量及物理力学性能等都应通过试验确定。(5)水砂浆用水的基本质量要求与混凝土一样，应符合《混凝土拌合用水标准》JGJ63的规定。5.2.2砌筑砂浆配合比设计用于砌筑吸水基面的砂浆配合比的设计(配合比的计算及试配、调整与确定)分如下两步：5.2.2.1配合比的计算(1)计算砂浆试配强度fm,0=f2+0.645σ式中:fm,0——砂浆的试配强度，精确至0.1MPa;f2——砂浆设计强度(即砂浆抗压强度平均值)，精确至O.1MPa;σ——砂浆现场强度标准差，精确至O.01MPa。当具有统计资料时，σ按下式确定：式中:fm,i——统计周期内同一品种砂浆第i组试件的强度，MPa；μfm——统计周期内同一品种砂浆N组试件强度的平均值，MPa；n——统计周期内同一品种砂浆试件的总组数n≥25。当不具有近期统计资料时，σ可按表5.3取值。1122,nNfnifimm(2)计算每立方米砂浆中的水泥用量Qc(kg／m3)水泥混合砂浆中的水泥用量可根据式(5.2)计算：式中:A、B取值见表5.2。当计算出的水泥用量不足200kg／m3时，应取Qc=200kg／m3。水泥砂浆中的水泥用量则可按表5.4选用。cemcAfBfQ）（，01000(3)若为水泥混合砂浆，计算掺加料用量QD(kg／m3)为保证良好的流动性和保水性，每立方米砂浆中胶结料和掺加料的总量QA应在300～350kg／m3。之间，则QD=QA-Qc石灰膏、粘土膏和电石灰膏等掺加料用量，宜按稠度120±5mm计量。(4)确定砂用量QS(kg／m3)1m3的砂浆含有1m3堆积体积的砂子，所以每立方米砂浆中砂的用量应以干燥状态(含水率小于0.5％)的堆积密度值作为计算值。(5)确定用水量QW(kg／m3)砂浆中用水量的多少对其强度等性能的影响不大，可根据经验以满足施工所需的稠度为准，也可按照表5.5选用。5.2.2.2配合比的试配、调整与确定砂浆试配时，应采用机械搅拌，搅拌时间自投料结束算起，应符合表5.6的规定。试拌后，测定其拌合物的稠度和分层度。若不满足要求，则应调整用水量和掺加料用量。经调整后符合要求的配合比确定为砂浆的基准配合比。试配时采用三个不同的配合比，其中一个为试配得出的基准配合比。另外两个分别使水泥用量增减10％，并在保证稠度、分层度合格的条件下，调整其相应的用水量和掺加料用量。按国家现行标准《建筑砂浆基本性能试验方法))JGJ70一90的规定，以上述三个配比配制的砂浆制作试件。并测定砂浆强度等级，选择强度满足要求且水泥用量较少的配合比为所需的砂浆配合比。5.2.2.3砂浆配合比设计计算实例要求设计用于砌筑砖墙的水泥石灰砂浆配合比。砂浆等级M7.5，稠度70～100mm。原材料主要参数：水泥为42.5级普通硅酸盐水泥；砂子用中砂，堆积密度为1450kg／m3，含水率为2％；石灰膏，稠度120mm；施工水平一般。(1)计算试配强度(2)计算水泥用量(3)计算石灰膏用量)(7.888.1645.05.7645.020,MPaffm)/(1855.4203.3)09.157.8(1000)(100030,mkgfABfQcemc)/(1151853003mkgQQQCAD(4)根据砂的堆积密度和含水率，计算用砂量：(5)确定用水量按表5.5，选择用水量为300kg／m3，则砂浆试配时各材料的用量比例为：水泥：石灰膏：砂：水=185:115:1479:300=l：O.62:7.99:1.62)/(1479)02.01(14503mkgQS5.3其它建筑砂浆5.3.1抹面砂浆抹面砂浆也称抹灰砂浆，用来涂抹在建筑物或建筑物件的表面，兼有保护基层和满足使用要求的作用。对抹面砂浆的主要要求是具有良好的和易性，容易抹成均匀平整的薄层，与基底有足够的粘结力，长期使用不致开裂或脱落。抹面砂浆按其功能不同可分为普通抹面砂浆、防水砂浆和装饰砂浆等。5.3.1.1普通抹面砂浆普通抹面砂浆的功能是保护结构主体免遭各种侵蚀，提高结构的耐久性，改善结构的外观。常用的普通抹面砂浆有石灰砂浆、水泥砂浆、水泥混合砂浆、麻刀石灰浆(简称麻刀灰)、纸筋石灰浆(简称纸筋灰)等。5.3.1.2防水砂浆用作防水层的砂浆称为防水砂浆。砂浆防水层又称刚性防水层，适用于不受振动和具有一定刚度的混凝土或砖石砌体的表面。防水砂浆主要有三种：(1)水泥砂浆是由水泥、细骨料、掺加料和水制成的砂浆。普通水泥砂浆多层抹面用作防水层。(2)掺加防水剂的水泥砂浆在普通水泥中掺入一定量的防水剂而制得的防水砂浆是目前应用最广泛的一种防水砂浆。常用的防水剂有硅酸钠类、金属皂类、氯化物金属盐及有机硅类等。(3)膨胀水泥和无收缩水泥配制砂浆由于该种水泥具有微膨胀或补偿收缩性能，从而能提高砂浆的密实性和抗渗性。防水砂浆的配合比为水泥与砂的质量比一般不宜大于1:2.5，水灰比应为O.50～O.60，稠度不应大于80mm。水泥宜选用32.5级以上的普通硅酸盐水泥或42.5级矿渣水泥，砂子宜选用中砂。防水砂浆施工方法有人工多层抹压法和喷射法等。5.3.1.3装饰砂浆装饰砂浆是指涂抹在建筑物内外墙表面，具有美观装饰效果的抹面砂浆。装饰砂浆的胶凝材料采用石膏、石灰、白水泥、彩色水泥，或在水泥中掺加白色大理石粉，使砂浆表面色彩明朗。骨料多为白色、浅色或彩色的天然砂、彩釉砂和着色砂，也可用彩色大理岩或花岗岩碎屑、陶瓷碎粒或特制的塑料色粒。掺颜料的砂浆常用在室外抹灰工程中，将经受风吹、日晒、雨淋及大气中有害气体的腐蚀和污染。因此，装饰砂浆中的颜料，应采用耐碱和耐光晒的矿物颜料。常用装饰砂浆的施工操作方法有拉毛、甩毛、喷涂、弹涂、拉条、水刷、干粘、水磨、剁斧等等。5.3.2特种砂浆(1)隔热砂浆隔热砂浆是以水泥、石灰膏、石膏等胶凝材料与膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、火山渣或浮石砂、陶砂等轻质多孔骨料按一定比例配制成的砂浆。隔热砂浆通常均为轻质，可用于屋面隔热层、隔热墙壁以及供热管道隔热层等处。常用的隔热砂浆有水泥膨胀珍珠岩砂浆、水泥膨胀蛭石砂浆、水泥石灰膨胀蛭石砂浆等。(2)吸音砂浆由轻质多孔骨料制成的隔热砂浆，都具有吸声性能。另外，也可用水泥、石膏、砂、锯末配制成吸音砂浆。还可在石灰、石膏砂浆中掺入玻璃纤维、矿物棉等松软纤维材料得到吸音砂浆。吸音砂浆用于有吸声要求的室内墙壁和顶棚的抹灰。(3)耐腐蚀砂浆耐碱砂浆使用42.5强度等级以上的普通硅酸盐水泥，细骨料可采用耐碱、密实的石灰岩类、火成岩类制成的砂和粉料，也可采用石英质的普通砂。耐碱砂浆可耐一定温度和浓度下的氢氧化钠和铝酸钠溶液的腐蚀，以及任何浓度的氨水、碳酸钠、碱性气体和粉尘等的腐蚀。水玻璃类耐酸砂浆在水玻璃和氟硅酸钠配制的耐酸涂料中，掺入适量由石英岩、花岗岩、铸石等制成的粉及细骨料可拌制成耐酸砂浆。耐酸砂浆常用作衬砌材料、耐酸地面和耐酸容器的内壁防护层。硫磺砂浆以硫磺为胶结料，加入填料、增韧剂，经加热熬制而成。采用石英粉、辉绿岩粉、安山岩粉作为耐酸粉料和细骨料。硫磺砂浆具有良好的耐腐蚀性能，几乎能耐大部分有机酸、无机酸，中性和酸性盐的腐蚀，对乳酸亦有很强的耐蚀能力。(4)聚合物砂浆聚合物砂浆是在水泥砂浆中加入有机聚合物乳液配制而成，具有