土木工程材料BuildingandConstructionMaterial.ppt

,土木工程材料 Building and Construction Material,土木与交通工程学院 材料工程系,北京建筑工程学院,6 建筑砂浆,砂浆（Mortar） 由胶凝材料（cementitious material）、细集料、水按适当比例，有时还加入适量掺合料和外加剂配制而成，所以可看作是一种细骨料混凝土。砂浆在土木工程中用途广泛，而且用量也相当大。,6.1 建筑砂浆概述,我国古代用糯米饭拌以桐油石灰来粘合砖块,这种粘合剂的强度甚至超过现代的水泥砂浆。 古罗马人在建筑工程中使用的石灰和火山灰的混合物 。 古罗马人掌握了用石灰岩制造水泥砂浆,用作连接和固定砖石的技术。,建筑砂浆的历史,5,6,砂浆细骨料混凝土 胶结砖、石或砌块，构成砌体； 镶贴花岗岩、大理石、水磨石、贴面砖、瓷砖、马赛克； 填充砖墙勾缝和大型墙板的接缝； 墙面、地面、梁柱结构表面的抹面。,粘结功能为主：砌筑砂浆、墙地砖粘结砂浆、 锚固砂浆； 表面处理为主：抹面砂浆、装饰砂浆； 防护作用为主：防水砂浆、耐磨砂浆、绝热 砂浆、吸声砂浆等； 修补功能为主：修补砂浆（如环氧砂浆修补 机场跑道等）。,砂浆类型,可以把混凝土设想成为用砂浆把粗骨料包裹（胶结）起来，形成一体，构成强度； 而“建筑砂浆”是用砂浆把砖、石、砌块、墙、地面、墙地砖胶结起来。因此讨论砂浆的性质时，要把砂浆与与之接触的材料一并进行考虑。,掺合料,外加剂,细骨料,胶凝材料,普通砂、轻细骨料,减水剂、早强剂、促凝剂等,粉煤灰、硅灰、矿渣,气硬性、水硬性、有机、混合,6.2 砌筑砂浆：组成材料,新拌砂浆的和易性； 流动性、保水性 硬化砂浆的强度和强度等级； 砂浆粘结力、变形性能、凝结时间和耐久性,水泥净浆标准稠度用水量 混凝土坍落度、维勃稠度 砂浆沉入度,砂浆稠度测定仪示意图,齿条测杆,指针,刻度盘,滑杆,固定螺丝,固锥体,固锥筒,新拌砂浆的流动性,砂浆流动性参考表(沉入度mm),摘自砌体工程施工及验收规范GB50203-98,先测沉入度（L1）； 装入分层度测定仪静置30min，去掉上层200mm厚砂浆，再测沉入度（L2）； 分层度= L1- L2,150mm,100 200,无底圆筒,有底圆筒,连接螺栓,砂浆分层度筒示意图,砂浆的保水性用分层度表示,保水性好的砂浆分层度小，分层度一般以10-20mm为宜。水泥砂浆的分层度一般不超过30mm，水泥混合砂浆不宜超过20mm。 掺入可塑性混合材料（石灰膏、粘土膏）的砂浆，其保水性都很好。掺入量较大后可以得到0分层度的砂浆，但其硬化收缩强烈，硬化后易发生干缩裂缝。,骨料的内摩擦力,水泥浆的稠度,外因,内因,水灰比,细骨料形状、级配、细度模数、浆骨比（水泥净浆层厚度）,搅拌时间、温度等,影响新拌砂浆和易性的因素,普通混凝土：150150150mm， C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60； 砂浆：70.770.770.7mm ， M2.5、M5、M7.5、M10、M15、M20 养护条件：202 相对湿度90%以上（混合砂浆60-80%）,95%强度保证率,硬化砂浆的强度和强度等级,对于吸水底面（如砖、多孔材料），此时砂浆中的水分被底面吸收，砂浆中保留的水分是固定的： fmu=fceQcA/1000 + B （对于水泥混合砂浆：A=3.03，B=-15.09）,砂浆强度经验公式,指砂浆与基底材料之间的粘结，与砂浆及基底材料（表面状态、清洁程度、润湿情况）的性质都有关系。 通常砂浆的强度大，粘结力也大； 基底材料是润湿的、粗糙的、表面清洁的，则粘结越好； 砂浆粘结力还与养护条件有关。,砂浆粘结力,要求 强度、耐久性要求； 和易性要求； 技术经济合理。 配合比设计过程 初步配合比的计算； 沉入度、分层度及强度检验； 水分校正。,计算砂浆的配制强度； 计算每m3砂浆中的水泥用量QC(kg/m3)； 若为水泥混合砂浆，计算掺合料用量QD(kg/m3)； 确定砂用量QS(kg/m3)； 确定水用量QW(kg/m3)。,砂浆的初步配合比的计算,砂浆试配强度: fm,o=fm,k-t fm,k为砂浆强度设计标准值。对于砂浆fm,k值未知，只知砂浆设计强度f2(砂浆抗压强度平均值)，即： f2=fm,k+ 故有： fm,o=f2-(1+t) 当P=95%，t=-1.645，得到： fm,o= f2 + 0.645,计算砂浆的配制强度,无统计数据时按下表取值：,砂浆强度标准差取值,对于水泥混合砂浆： QC= 对于水泥砂浆，QC值按下表选用：,每m3砂浆中的水泥用量QC(kg/m3),QD = QA QC 其中水泥与掺合料总量QA在300-350 kg/m3之间,石灰膏使用时的稠度为120士5；对于不同稠度的石灰膏，可按表6.4进行换算。,计算掺合料用量QD(kg/m3),设干燥砂的堆积密度为s(kg/m3)，则每m3砂浆用量为： QS=1s,确定砂用量QS(kg/m3),用水量对砂浆强度的影响不大，根据施工要求确定稠度或用水量，也可以按下表选用：,确定水用量QW(kg/m3),【例】某工程用砌砖砂浆设计强度等级为 10、要求稠度为80100的水泥石灰砂浆，现有砌筑水泥的强度为32.5MPa，细集料为堆积密度1450kgm3的中砂，含水率为2%，已有石灰膏的稠度为100mm；施工水平一般。计算此砂浆的配合比。 解: 施工水平一般的M10砂浆的标准差=2.5 MPa， 则此砂浆的试配强度为 fm，0=f2 + 0.645=10+0.6452.5=11.6 MPa 计算水泥用量，由 A=3.03，B=15.09 Qc = 1000（11.6+15.09）/ 3.0332.5 = 271 kg/m3 计算石灰膏用量， QA= 330 kg，D一Qc = 59 kg/m3,查表得:稠度为100mm石灰膏换算为120mm时需乘以0.97，则应掺加石灰膏量为 59 0.97 = 57 kg/m3 砂用量为 Qs= 10干= 1450 （0.02）= 1479 kg/m3 选择用水量为 300 kg/m3 则砂浆的设计配比为： 水泥：石灰膏：砂：水=271：57：1479：300 该砂浆的设计配比亦可表示为： 水泥：石灰膏：砂= 1：0.21：5.46 用水量为 300 kg/m3,用于砌筑砖砌体的砂浆，砂子的最大粒径不得大于2.5mm。 砂子中含有少量泥，可改善砂浆的粘聚性和保水性，对于强度等级M2.5以上的砌筑砂浆砂含泥量应小于5%；强度等级为M2.5的砌筑砂浆砂含泥量应小于10%。,需要说明的问题, 强度试块制作与实际应用的差别； 试件设计是不吸水，而实际砌筑砂浆却是双面吸水。 试块养护203，相对湿度90%以上（混合砂浆为60-80%），条件要求很严，而实际砂浆应用时，一旦上墙就任凭风吹雨淋。可见养护后的砂浆与砌体实际砂浆也明显不同。, 强度试验，试块尺寸70.770.770.7mm为一立方体，而实际砌体中的砂浆是一扁平体。前者厚度70.7mm，后者厚度为102mm明显不一样。因而试块强度并不代表真实强度。 砂浆的强度除了要反映其本身的强度外，还要考虑其与接触材料之间的结合强度。用自身的强度去判断砂浆与接触材料的结合强度，是不严密的。,6.2 砌筑砂浆：强度评价问题,凡涂抹于建筑物或构件表面的砂浆 强度要求不高，要求保水性好，与基底的粘结力好，容易抹成均匀平整的薄层，长期使用不开裂 按功能分类 普通抹面砂浆：流动性、最大粒径要求、常用配合比 防水砂浆：刚性防水、施工要求高 装饰砂浆：装饰工艺,6.3 抹面砂浆,6.4 建筑砂浆的发展方向, 砂浆要胶结的材料性质各异，因此应该开发与各种被胶结的材料相适合的专用砂浆，即砂浆的品种多样化发展； 砂浆的强度分布也呈现概率分布，因此砂浆也应同混凝土一样，发展商品砂浆，才能适应建筑工业化水平的提高； 高性能砂浆的开发与应用。,预拌砂浆是指水泥、砂、保水增稠材料、粉煤灰、水和外加剂等组分按一定比例，在集中搅拌站（厂）经计量、拌制后，用搅拌运输车运至使用地点，放入密闭容器储存，并在规定时间内使用完毕的砂浆拌合物。 干混（粉）砂浆是指由专业生产厂家生产的，经干燥筛分处理的细集料与无机胶结料、保水增稠材料、矿物掺合料和添加剂按一定比例混合而成的一种颗粒状或粉状混合物，它既可由专用罐车运输到工地加水拌和使用，也可采用包装形式运到工地拆包加水拌和使用。,商品砂浆简介,耐久性,经济性,和易性,外加剂,掺合料,高性能砂浆(High Performance Mortar),1、砂浆是由_、 _、 _、有时也加入适量掺合料和外加剂混合，在建筑工程中起_、 _、 作用的建筑工程材料，又称为_的混凝土。,胶凝材料、细集料、水 粘结、铺垫、传递应力 无骨料,2、抹灰砂浆中掺入麻刀等纤维材料是为了什么?,减少收缩开裂,答案,答案,3、砂浆的和易性包括_和_两方面的内容。,流动性、保水性,4、在低强度等级的砂浆中，使用石灰的主要目地和作用是_。,节约水泥，改善和易性,答案,答案,5、砌砖用的砂浆的强度主要取决于_和_。,水泥强度、水泥用量,6、新拌砂浆的稠度用_测定，以_来表示。,砂浆稠度测定仪、稠度值或沉入度,答案,答案,7、新拌砂浆的保水性以_测定，以_表示。,砂分层度测定仪、分层度,8、基层不吸水时，由强度计算公式，f28=Afc(C/WB)知，砌筑砂浆的强度主要取决于_、_。,水泥强度、灰水比或水灰比,答案,答案,9、砌筑开口多孔制品的砂浆,其强度主要取决于_、_。,水泥强度、水泥用量,10、测定砂浆抗压强度的标准尺寸是( ) mm。 A.70.770.770.7 B.707070 C.100100100 D.404040,A,答案,答案,11、新拌砂浆的和易性同混凝土相比不必考虑( )。 A.流动性 B.粘聚性 C.保水性,B,12、砂浆的配合比设计时，试配强度公式fmh=fm+t。当强度保证率为95%时，概率度t应为( )。 A.1.645 B.2.05 C.0.645,C,答案,答案,13、 混合砂浆标准养护条件是 A.温度202 湿度90 % B.温度204 湿度 6080 % C.温度202 湿度6080 % D.温度202 湿度80 %,C,14、砌筑砂浆为改善其和易性和节约水泥，常掺入( )。 A.石灰膏 B.麻刀 C.纸筋 D.石膏 E.黏土膏,AE,答案,答案,16、分析砌筑砂浆强度的主要影响因素。,对于砌筑不吸水底面的砂浆，其强度取决于水泥强度和水灰比； 对于砌筑吸水底面的砂浆，其强度取决于水泥强度和水泥用量。,答案,15、砂浆的稠度测定仪的试锥下沉深度（mm）来表示的，砖砌体砌筑砂浆采用的稠度宜为_ 。 A 2