《土木工程材料》第5章-建筑砂浆

1、第五章 建筑砂浆 这是什么这是什么? 混凝土由 胶凝材料、胶凝材料、 粗骨料、粗骨料、 细骨料、细骨料、 水组成水组成 这又是什么这又是什么? 建筑砂浆由 胶凝材料、胶凝材料、 细骨料、细骨料、 水组成水组成 1.建筑砂浆的定义及分类建筑砂浆的定义及分类 2.砌筑砂浆砌筑砂浆 砌筑砂浆的组成材料砌筑砂浆的组成材料 砌筑砂浆的主要技术性质砌筑砂浆的主要技术性质 砌筑砂浆的配合比设计砌筑砂浆的配合比设计 砌筑砂浆的工程应用砌筑砂浆的工程应用 3.抹面砂浆抹面砂浆 4.特种砂浆特种砂浆 5.干拌砂浆干拌砂浆 教学目标教学目标 通过教学使学生掌握 砌筑砂浆的组成材料、主 要技术性质、配合比设计 的基本

2、方法及工程应用,了 解其他品种砂浆的特点及 应用。 教学重点难点教学重点难点 重点: 砌筑砂浆的技术性质、 配合比设计的基本方法及 应用 难点: 砌筑砂浆的配合比设 计。 建筑砂浆是由胶凝材料、细骨料、掺建筑砂浆是由胶凝材料、细骨料、掺 加料和水按适当比例配制而成加料和水按适当比例配制而成, ,是建筑工程是建筑工程 中一项用量大、用途广的建筑材料。中一项用量大、用途广的建筑材料。 建筑砂浆根据用途不同建筑砂浆根据用途不同, ,分为砌筑砂浆、分为砌筑砂浆、 抹面砂浆、装饰砂浆及特种砂浆。抹面砂浆、装饰砂浆及特种砂浆。 根据胶凝材料的不同根据胶凝材料的不同, ,又可分为水泥砂又可分为水泥砂 浆、石

3、灰砂浆和混合砂浆等。浆、石灰砂浆和混合砂浆等。 砂浆的组成: 无机胶凝材料 细骨料 水 外加剂 掺加料 水泥砂浆混合砂浆 石灰砂浆 还有什还有什 么混合砂浆么混合砂浆? 万里长城 （200 BC):条石、大砖、石灰砂浆 布达拉宫 :石材、石灰砂浆 罗马斗兽场 （70-80 AC):石材、石灰砂浆 能把砖、石、砌块等材料粘结成能把砖、石、砌块等材料粘结成 为整个砌体的砂浆称为为整个砌体的砂浆称为砌筑砂浆砌筑砂浆。 砌筑砂浆把众多单块的砖、石、砌筑砂浆把众多单块的砖、石、 砌块一个整体砌块一个整体,为此砌体的承载能力不为此砌体的承载能力不 仅取决于砖、石、砌块等材料的强度仅取决于砖、石、砌块等材料

4、的强度, 还与砌筑砂浆的强度有着密切联系还与砌筑砂浆的强度有着密切联系,所所 以以砌筑砂浆是砌体的重要组成部分。砌筑砂浆是砌体的重要组成部分。 一、水一、水 泥（泥（cementcement） 普通水泥 水泥 水泥 水泥 复合水泥 水泥 普通水泥 水泥 水泥 水泥 复合水泥 水泥 45倍 1石灰膏（lime paste） 石灰膏可由生石灰、磨细生石灰及电石 渣制得。 （1）生石灰熟化成石灰膏时,应用孔径不 大于3mm3mm的网过滤,并充分“陈伏”,熟 化时间7d;磨细生石灰粉的熟化时间2d。 严禁使用脱水硬化的石灰膏。严禁使用脱水硬化的石灰膏。 为什么要陈伏为什么要陈伏? （2）不得直接使用消

5、石灰粉,原因:未充 分熟化的石灰,颗粒太粗,起不到改善和易性 的作用。 严寒地区磨细生石灰粉直接加入砌筑砂 浆中属冬季施工措施。 2粘土膏（clay paste） 宜用搅拌机加水搅拌,通过孔径不大于 3mm3mm的网过筛,有机物含量并浅于标准色。 另外,粉煤灰、磨细生石灰的品质指标应 符合国家标准的有关要求。使用高钙粉煤灰 时,必须检验安定性指标是否合格。 1.与普通混凝土用砂的技术要求相同（常用天然 砂）,但砂子最大粒径有所限制。 2.毛石砌体宜选用粗砂,最大粒径不超过灰缝厚 度的1/41/5。 3.砖砌体以中砂为宜,最大粒径为2.5 mm,石砌体 最大粒径为5mm。 4.光滑的抹面及勾缝砂

6、浆则应采用细砂 5.砂浆强度等级M5者,砂中含泥量5%; 6.砂浆强度等级M5的水泥混合砂浆,砂中含泥 量可10%。 四、外加剂（四、外加剂（admixtureadmixture） 1 1塑化剂塑化剂 作用原理作用原理: 保水剂保水剂 2 2保水剂保水剂water retentionwater retention 常用的有甲基纤维素、硅藻土等。能减 少砂浆泌水,防止离析,改善砂浆和易性。 和易性好的砂浆:便于施工操作,灰缝填筑饱满密实,与砖、石粘 结牢固,可使砌体获得较高的强度和整体性; 和易性不良的砂浆:难以铺成均匀密实的薄层,水分易被砖、石吸 收使砂浆很快变得干涩,灰缝难以填实,与砖、石也

7、难以紧密粘结。 和易性评定方法 （一）流动 性fluidity Definition: 砂浆的 流动性又称 稠度。是指 砂浆在自重 或外力作用 下流动的性 能。 砂浆稠度测定仪 评定方法: 以标准圆锥体在砂浆中贯入的深度以标准圆锥体在砂浆中贯入的深度 （沉入度）表示。单位是（沉入度）表示。单位是mm。 影响因素: 用水量用水量,水泥品种和用量、骨料粒径和水泥品种和用量、骨料粒径和 级配、以及砂浆搅拌时间等。级配、以及砂浆搅拌时间等。 根据砌体种类、气候条件等选用。一般情况可参考表根据砌体种类、气候条件等选用。一般情况可参考表5-1选择。选择。 保水性可根据泌水率的大小或用分层度来评定。 泌水率

8、是指砂浆中泌出的水分占拌合水的百分率。 分层度的测定是将搅拌均匀的砂浆先测出其稠度,再 装入分层度筒,静置30min后,去掉上部200mm厚的砂 浆,再测出筒下部剩余部分砂浆的稠度,两次稠度之 差即为分层度。分层度愈大,保水性愈差。 砂浆的保水性是指砂浆保持水分的能力。保水性 不好的砂浆,其塑性也较差,水分容易离析,砌筑时水分 容易被砖、石基底吸收,施工较为困难。 主要仪器设备 影响因素影响因素 砂浆的保水性主要取决于其中的集料粒径和细 微颗料含量。必须有一定数量的细微颗粒才能保证 所需的保水性。 砂浆中掺入适量的外加剂能显著改善砂浆的保 水性和流动性。 建筑砂浆分层度在10mm20mm之间为

9、宜,水泥 砂浆的分层度30mm,水泥混合砂浆一般20mm。 分层度30mm的砂浆,保水性不良,容易产生离 析,不便于施工; 分层度接近于零的砂浆,容易产生干缩裂纹。 若掺入过量的掺加料会使分层度过小,还会使 砂浆强度降低。 水泥砂浆中水泥用量不宜小于200kg/m3,水泥混 合砂浆中胶凝材料和掺加料总量应在300kg/m3 350kg/m3,以满足砂浆和易性要求。 注意事项注意事项: 二、硬化砂浆的技术性质（properties of hardened mortar） （一）砂浆抗压强度与强度等级 1.强度 砂浆抗压强度采用边长为70.7mm70.7mm的立方体,一组 三块试件在标准条件下（温

10、度为203,水泥砂 浆的相对湿度90%,混合砂浆的相对湿度 6080% ）养护28天后测得的强度。按28天抗压 强度平均值（MPa）划分为M2.5、M5、M7.5、M10、 M15、M20等六个强度等级。 混凝土抗混凝土抗 压强度采用的压强度采用的 立方体尺寸是立方体尺寸是 多少多少? 建筑砂浆基本性能试验方法建筑砂浆基本性能试验方法新旧标准对比新旧标准对比 19992009 试件 个数 63 结果 评定 以以6个试件所测值的算个试件所测值的算 术平均值作为该组试件术平均值作为该组试件 的抗压强度值的抗压强度值,精确至精确至 0.1MPa。当。当6个试件的个试件的 最大值或最小值与平均最大值或

11、最小值与平均 值之差超过值之差超过20%时时,以中以中 间间4个试件的平均值作个试件的平均值作 为该组试件的抗压强度为该组试件的抗压强度 值。值。 取其取其3个试块实验结果的算术平个试块实验结果的算术平 均值均值(计算精确至计算精确至0.1MPa)作为该作为该 组砂浆的抗压强度。当三个测值组砂浆的抗压强度。当三个测值 的最大值或最小值中有一个与中的最大值或最小值中有一个与中 间值的差值超过中间值的间值的差值超过中间值的15时时, 应把最大值及最小值一并舍去应把最大值及最小值一并舍去, 取中间值作为该组试件的抗压强取中间值作为该组试件的抗压强 度值度值;当两个测值与中间值的差当两个测值与中间值的

12、差 值均超过中间值的值均超过中间值的15时时,该组该组 试验结果应为无效。试验结果应为无效。 水泥砂浆搅拌机 振动 台 试模 2.砂浆抗压强度的影响因素 水泥的强度等级与用量, 水灰比, 集料状况, 外加剂的品种与数量, 掺加料的状况, 施工工艺, 硬化时的条件等。 对于普通水泥配制的砂浆,其主要影响因素有下 列两种情况: fce水泥28天实测抗压强度,MPa; w/c灰水比; A、B经验系数,可取A=0.29,B=0.4 与混凝土与混凝土 强度公式有何强度公式有何 区别区别? （2）砌筑多孔吸水基底（砖砌体和其它多 孔材料）的砂浆。砂浆强度主要取决于水泥强度 等级和水泥用量。可用下式表示:

13、式中式中:fm,o砂浆砂浆28天试配抗压强度（试件用无底试模成天试配抗压强度（试件用无底试模成 型）型）,MPa; Qc每立方米砂浆水泥用量每立方米砂浆水泥用量,; 、经验系数。一般地经验系数。一般地,=3.03,=15.09; Fce水泥水泥28天实测抗压强度天实测抗压强度,MPa。 （二）耐久性（砂浆的抗渗性与抗 冻性） 砌石坝工程:常对坝体采取其它防渗措施, 防水砂浆或直接受水和冰冻作用的砌体,应考 虑砂浆的抗渗和抗冻要求。在其配制中除控 制水灰比外,常加入外加剂来改善其抗渗与抗 冻性能,施工工艺改进:采用防水砂浆铺设刚 性防水层时,采用多层做法,做好层间结合。 （三）砂浆的粘结力和变形

14、 建筑砂浆必须具备一定的粘结力。影响 砂浆的粘结力的因素很多,主要是抗压强度。 一般来说抗压强度越大,粘结力越强。 建筑砂浆在承受荷载、温度变化、湿度 变化等情况下会发生变形,如果变形量太大, 会引起开裂而降低砌块质量。一般来说,掺 混合料或轻骨料多的收缩变形大。 根据JGJ982000砌筑砂浆 配合比设计规程的规定,砌筑砂 浆应根据工程类别,砌体部位的设 计要求来选择砂浆的类别与强度 等级,再按砂浆的强度等级确定其 配合比。 基本思路基本思路 一、水泥混合砂浆配合比计算 与混凝土与混凝土 配制强度公式配制强度公式 有何区别有何区别? 2砂浆强度等级的选择 一般由工程设计要求确定,或根据经验确

15、定。 3砂浆现场强度标准差确定 （1）当近期同一品种砂浆强度资料充足时,现 场标准差按数理统计方法算得（同混凝土）。 （2）当不具有近期统计资料时,现场强度标准 差可按表5-2取用。 （二）水泥用量的确定 1对不吸水基底的混合砂浆,确定水泥用量 由下式计算水泥用量: 2对多孔吸水基底的砂浆,按下式计算水 泥用量: 计算时在未测得水泥的实测强度值时,可按下 式计算fce: 式中: 水泥强度等级对应的强度值,MPa; 水泥强度等级的富余系数,该值应按 实际统计资料确定,无统计资 料时取1.0 （三）水泥混合砂浆掺加料用量的确定 按下式计算: 式中: （四）水泥混合砂浆中砂子用量的确定 应以干燥状态

16、的松散堆积表观密度值作为 计算值。 （五）砂浆中的用水量确定 根据砂浆稠度等要求可选用270kg330。 当下列情况时,应适当调整用水量值。 混合砂浆中的用水量,不包括石灰膏或粘土膏 中的水,当石灰膏或粘土膏的稠度不等于(1205)mm 时,应调整用水量; 当采用细砂或粗砂时,用水量分别取上限或下 限; 稠度小于70mm时,用水量可小于下限; 施工现场气候炎热或干燥季节,可酌量增加水量。 二、水泥砂浆配合比选用 根据试验及工程实践,供试配的水泥砂浆配 合比可直接查表5-3选用 注: 此表水泥强度等级为32.5级,大于32.5级水泥用量宜取下限; 根据施工水平合理选择水泥用量; 当采用细砂或粗砂

17、时,用水量分别取上限或下限; 稠度小于70mm时,用水量可小于下限; 施工现场气候炎热或干燥季节,可酌量增加用水量; 试配强度应按（5-3）式计算。 目的:求出和易性及强度满足要求且水泥用 量最省的配合比。 1试配时应采用工程实际使用的材料;搅 拌方法应采用机械搅拌。搅拌时间,应自投料结 束算起。 2按计算或查表所得配合比进行试拌,测 定其拌合物的稠度和分层度,若不能满足要求, 则应调整用水量或掺加料,直到符合要求为止。 即确定为试配时的砂浆基准配合比。 3试配时至少应采用三个不同的配合比,其中 一个为上述基准配合比。另外两个配合比其水泥用 量在基准配合比的基础上分别增加及减少10%,并将 用

18、水量或掺加料用量作相应调整,使砂浆稠度、分 层度均满足要求。 4对三个不同的配合比进行调整后,按规定方 法成型试件,测定砂浆强度;并选定符合试配强度要 求且水泥用量最低的配合比作为砂浆配合比。 5当原材料有变更时,对已确定的配合比必须 重新通过试验确定。 例1:查表法 配制用于砌筑空心粘土砖的水泥砂浆,设计强 度等级为M10,稠度70mm90mm。采用32.5级普通 硅酸盐水泥（实测28天抗压强度为35MPa）;采用 含水率为3.5%的中砂,其干燥松散堆积表观密度为 1450kg/m3;该单位施工质量一般,试计算其配合比。 解: （1）根据表5-3选取水泥用量 Qc260kg/m3; （2）砂

19、子用量 Qs=1450（1+3.5%）=1501kg/m3; （3）用水量 Qw290kg/m3 砂浆试配时各材料的用量比例: 水泥砂2601501= 15.77。 按前述方法进行配合比试配、调整与确定,即 得到适宜的配合比。 例2 计算法 设计用于砌筑砖墙的M7.5等级、稠度70mm90mm 的水泥石灰混合砂浆配合比。已知:水泥为32.5级普 通硅酸盐水泥;砂子为中砂,干松散堆积表观密度为 1450kg/m3,含水率为2%;石灰膏稠度120mm;施工水平 一般,试计算其配合比。 1.水泥砂浆用于潮湿环境及强度要求高的砌体 2.水泥石灰砂浆用于砌筑干燥环境的砌体 3.多层房屋砌体宜选用强度等级

20、为M5的水泥石 灰砂浆;砖柱、砖拱、钢筋混凝土过梁宜选 用强度等级为M5 M10的水泥砂浆;砖基础一 般采用不小于M5的水泥砂浆;低层房屋可采 用M5的石灰砂浆;简易房屋可采用石灰粘土 砂浆。 为什么为什么? 2021/3/1460 5. 2抹面砂浆抹面砂浆 一、一、流动性流动性 二、二、保水性保水性 三、三、粘结力粘结力 抹面砂浆抹面砂浆也称抹灰砂浆抹灰砂浆,用以涂抹在建筑物表面。 其作用作用是保护墙体不受风雨、潮气等侵蚀,提高墙体防潮、防风化、 防腐蚀能力,同时使墙面、地面等建筑部位平整、光滑、清洁美观。 2021/3/1461 5.2 抹面砂浆抹面砂浆 一、流动性一、流动性 底层砂浆底层

21、砂浆主要起与基层粘结的作用,要求稠度较稀,沉入度 较大(100-120mm),其组成材料常随底层而异。 中层砂浆中层砂浆主要起找平作用,多用混合砂浆或石灰砂浆,比底 层砂浆稍稠些(沉入度70-90mm)。 面层砂浆面层砂浆主要起保护和装饰作用,多采用细砂配制的混合砂 浆、麻刀石灰砂浆或纸筋石灰砂浆(沉入度70-80mm)。 2021/3/1462 5.2 抹面砂浆抹面砂浆 二、保水性二、保水性 抹面砂浆的保水性仍用分层度表示。其大小应根据施工条 件选定,一般情况下要求分层度在10-20mm之间。分层度 接近于0的砂浆易产生干缩裂缝,不宜作抹面用。分层度大 于20mm的砂浆,容易离析,施工不便。

22、 2021/3/1463 5.2 抹面砂浆抹面砂浆 三、粘结力三、粘结力 粘结力即砂浆与基层材料之间的粘结强度,它与砂浆的成分、水灰比、 基层的温度、基层表面的洁净及粗糙程度、操作技术和养护等因素 有关。有的高级抹面施工常掺入乳胶或107胶,以增大砂浆的粘结力。 各种抹面各种抹面 砂浆配合砂浆配合 比参考表比参考表 2021/3/1464 5.2 装饰砂浆装饰砂浆 一、一、拉毛拉毛 二、二、弹涂弹涂 三、三、喷涂喷涂 四、四、水刷石水刷石 五、五、干粘石干粘石 涂抹在建筑物内外墙表面,以增加建筑物美观效果的砂浆称为装饰装饰 砂浆砂浆。 装饰砂浆的面层应选用具有一定颜色的胶凝材料和集料并采用特殊

23、 的施工操作方法,使表面呈现出各种不同的色彩线条和花纹等装饰 效果。 装饰砂浆采用的胶凝材料有普通水泥、矿渣水泥、火山灰水泥、白 水泥和彩色水泥,以及石灰、石膏等。集料常用大理石、花岗石等 带颜色的细石渣或玻璃、陶瓷碎粒等。 2021/3/1465 5.3 装饰砂浆装饰砂浆 一、拉毛一、拉毛 先用水泥砂浆或水泥混合砂浆做底层,再用水泥石灰砂浆或水泥纸筋 灰浆做面层,在面层灰浆尚未凝结之前用铁抹子等工具将表面轻压后 顺势轻轻拉起,形成凹凸感较强的饰面层。要求表面拉毛花纹、斑点 分布均匀,颜色一致,同一平面上不显接槎。 拉毛同时具有装饰和吸声作用,多用于外墙面及影剧院等公共建筑的 室内墙壁和天棚的

24、饰面,也常用于外墙面、阳台栏板或围墙等外饰面。 2021/3/1466 5.3 装饰砂浆装饰砂浆 二、弹涂二、弹涂 弹涂是在墙体表面涂刷一层聚合物水泥色浆后,用电动弹力器分几遍 将各种水泥色浆弹到墙面上,形成直径1-3mm、颜色不同、互相交错 的圆形色点,深浅色点互相衬托,构成彩色的装饰面层,最后再刷一道 树脂罩面层,起防护作用。 适用于建筑物内外墙面,也可用于顶棚饰面。 2021/3/1467 5.3 装饰砂浆装饰砂浆 三、喷涂三、喷涂 喷涂多用于外墙饰面,是用砂浆泵或喷斗,将掺有聚合物的水泥砂浆 喷涂在墙面基层或底灰上,形成饰面层,最后在表面再喷一层甲基硅 醇钠或甲基硅树脂疏水剂,以提高饰面层的耐久性和减少墙面污染。 2021/3/1468 5.3 装饰砂浆装饰砂浆 四、水刷石四、水刷石 水刷石是将水泥和粒径为5mm左右的石渣按比例混合,配制成水泥石 渣砂浆,涂抹成型待水泥浆初凝后,以硬毛刷蘸水刷洗,或喷水冲刷,将 表面水泥浆冲走,使石渣半露出来,达到装饰效果。 水刷石饰面具有石料饰面的质感效果,主要用于外墙饰面,另外檐口、 腰线、窗套、阳台、雨篷、勒脚及花台等部位也常使用。 2021/3/1469 5.3 装饰砂浆装饰砂浆 五、干粘石五、干粘石 干粘石是在素水泥浆或聚合物水泥砂浆粘结层上,将彩色石渣、石子