建筑砂浆基本性能试验方法标准（46页）

1、中国建筑科学研究院 张秀芳建筑砂浆基本性能试验方法标准标准简介JGJ/T70-2009一、标准修订的主要内容二、抗压强度试验方法三、保水性四、拉伸粘结强度五、抗渗性能六、含气量七、稠度八、砌体力学性能内 容一、标准修订的主要内容抗压强度试验底模：由砖底模改为钢底模；增加保水性试验方法；增加拉伸粘结强度试验方法；增加砂浆抗渗性试验方法；增加含气量试验方法；增加吸水率试验方法；二、抗压强度试验方法1.为什么修改抗压强度试验用底模？砂浆抗压强度等级是影响砌体抗压、抗剪等力学性能的重要指标之一，而砂浆强度等级又与砂浆试块成型时所用底模有直接的关系。JGJ7090编制时根据我国工程实际及前苏联砌体规范中

2、采用吸水率不大于15%，含水率不大于2%的烧结砖做底模的情况，规定所用底模为吸水率不小于10%，含水率不大于2%的普通粘土砖。砖石结构设计规范GBJ373规定用钢模，下衬砖底模。砌体结构设计规范GBJ388未对砂浆试块制作所用底模做出明确规定，但实际操作是按普通粘土砖为底模来进行的。 随着新型砌体材料的发展，该标准在90年代进行了修订，引入新型砌体材料，如：蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖、轻集料混凝土砌块及混凝土小型空心砌块灌孔砌体的计算指标，并在该规范GB500032001规定：确定砂浆强度等级时应采用同类块体为砂浆试块底模。此外，砌体工程施工质量验收规范GB502032002、混凝土小型空心砌块

3、建筑技术规程JGJ/T142004、混凝土小型空心砌块建筑砂浆JC 8602000、砌筑砂浆配合比设计规程JGJ982000，虽然没有明确采用什么样的底模，但在标准中明确规定引用JGJ7090。 蒸压灰砂砖砌体设计与施工规范CECS20：90则明确规定砂浆底模采用含水率不大于2%的灰砂砖。造成了设计单位、施工单位、材料检测单位、质量监督单位所选取的方法各不相同，而不同的方法确定的砂浆强度等级有很大差别，从而大大影响了砌体的质量，降低了结构安全度或造成材料的浪费。 2.砖底模含水率对砂浆强度的影响 随砖底模含水率的变化，砂浆立方体抗压强度随之变化。砖含水率增加，试块强度降低；砖含水率减少，试块强

4、度提高；当砖的含水率小于6时，试块强度变化不大。3.底模吸水速率对砂浆强度的影响 水泥水化所需的水大约为水泥重量的20左右，为获得良好的工作性，砂浆中必须加入较多的水。当砂浆硬化后，多余的水份就残留在砂浆中形成孔穴或蒸发后形成气孔，这大大减少了砂浆抵抗荷载的实际有效断面，降低了强度。 砂浆试块制作时，底模吸水速率不同，吸取砂浆中多余水份的数量也有所不同。砂浆试块成型时，吸水速率快的底模硬化前期吸去砂浆中的水份越多，砂浆硬化后期自然蒸发掉的水份越少，砂浆试块的强度越高。 试验结果表明：粘土砖浸水10h后，吸水高度接近240mm，吸水量为7g/cm2以上，24h吸水量为444g，砖中所有孔隙都充满

5、了水；而加气混凝土吸水高度只有23cm，吸水量仅为23g/cm2，单端吸水量仅80g，是烧结实心粘土砖的l/5。24h烧结实心粘土砖平均吸水速度比加气混凝土快五倍以上，总吸水速度比烧结实心粘土砖快几十倍。72h加气混凝土中仍有3540孔隙未被水充满。 加气混凝土与烧结实心粘土砖 加气混凝土与烧结实心粘土砖 浸水12h的吸水高度 单端吸水曲线4.不同底模砂浆试验及结果分析表1 不同底模、不同浸水时间砂浆强度结果 底模含水 情况强度值f2（MPa）各种底模与钢底模强度比值干砖泡水10s泡水20min干砖泡水10s泡水20min普通粘土砖12.6211.869.141.8451.7341.336粉煤

6、灰砖9.8811.49.661.4441.6671.412粉煤灰多孔砖10.649.76-1.5561.427-混凝土砖8.387.9810.281.2251.1671.503加气混凝土砌块10.829.68-1.5821.415-钢底模6.84-1.000从上表试验结果可以看出，普通粘土砖干砖做底模时，由于其早期吸水速度快，吸水率也大，在水泥硬化前期吸收水份最多，所以其砂浆抗压强度最高，其砂浆强度与钢底模比值为1.845。 由于普通粘土砖的吸水速度快、吸水率大，泡水10s的砖底模砂浆抗压强度为干砖的0.940倍；泡水20min的砖底模砂浆抗压强度为干砖的0.724倍。其他块材由于早期吸水速度

7、慢或吸水率小，强度变化规律不明显。表2 不同块材做底模的抗压强度砂浆底模水泥石灰混合砂浆水泥砂浆 试块质量 g 抗压强度 MPa 强度比 试块质量 g 抗压强度 MPa 强度比 烧结普通砖 748 8.5 100 729 11.4 100烧结多孔砖 751 6.5 76.5 735 10.2 89.5砼空心小砌块 760 5.0 58.8 761 6.0 52.6木质三夹板 768 4.5 52.9 768 5.1 44.7SBS油毡 782 3.0 35.3 774 4.9 43.0铁板 774 2.7 31.8 788 3.8 33.3表3 不同块材做底模的抗压强度砖的品种R7R28MPa

8、比值（%）MPa比值（%）普通粘土砖1.951003.74100页岩砖1.951003.80104灰砂砖1.29662.7273表5 不同块材做底模的抗压强度编号红砖底模MPa粗砂灰砂砖MPa细砂灰砂砖MPa有底模养护MPa1149117109812151148142112 新型墙体材料与烧结粘土砖的性能不同，吸水率及吸水速度等都不一样，实心粘土砖的吸水率为13%，制做强度试件时砖的含水率控制在2%以下。而普通砂浆的保水率只有8090%，这样砂浆中的部分水分被砖吸走，使得砂浆的真实水灰比降低，砂浆强度要比不吸水的钢底模（有底模）试块强度高，一般要高3050% 。表7 砖底模与钢底模抗压强度对比

9、序号砂浆品种7d抗压强度/MPa28d抗压强度/MPa砖底模钢底模比值/%砖底模钢底模比值/%1DP M59.64.95117.110.2602DP M1022.514.06232.420.5633DP M1515.38.25424.315.9654DP M2018.49.35127.716.56051:3水泥砂浆30.617.85845.031.37061：4.6水泥砂浆19.312.56523.117.47571：5水泥砂浆18.913.9742519.67881：6水泥砂浆14.710.06820.116.281续表7 砖底模与钢底模抗压强度对比序号砂浆品种7d抗压强度/MPa28d抗压

10、强度/MPa砖底模钢底模比值/%砖底模钢底模比值/%91：7.3水泥砂浆10.36.86613.810.878101:1:4混合砂浆7.45.06813.29.471111:0.5:7.32混合砂浆9.56.1679.86.770121：4.5稠化粉砂浆13.46.44823.412.353 砌筑砂浆用于砌体砌筑，所粘结的块材，因其吸水率不同，对砂浆的要求也不尽相同。砂浆强度试块是砂浆的名义强度，它是尺寸70.7mm的立方体强度，它与砂浆在实际使用环境中的强度还是有所差异的，最终反映砌筑砂浆性能指标的是砌体抗压和抗剪（拉）强度。 为此，砌体结构设计规范GB50003-2001规定，砌体强度试验

11、时，砌体采用那种块材，砂浆强度试块就用该种块材做底模。采用不同块材做底模时，其抗压强度会有较大的差异 。表8 砂浆抗压强度对比试验序号试验单位上海建科院上海绿建试验项目7d抗压强度 MPa28d抗压强度 MPa28d抗压强度 MPa无底模有底模无底模有底模稠度mm无底模有底模1上海干混抹灰砂浆M59.89.64.1/42%4.9/51%14.617.17.6/52%10.2/60%9824.514.8/60%2上海干混抹灰砂浆M1022.511.914.0/62%6.5/55%32.420.820.5/63%13.1/63%9619.013.6/72%3上海干混抹灰砂浆M1522.315.38

12、.5/38%8.2/54%26.624.313.5/51%15.9/65%10320.813.1/63%4上海干混抹灰砂浆M2041.818.422.2/53%9.3/51%47.127.731.3/66%16.5/60%9434.521.7/63%5上海干混砌筑砂浆M58920.814.3/69%6上海干混砌筑砂浆M7.58523.514.8/63%7上海干混砌筑砂浆M108723.715.3/65%8上海干混砌筑砂浆M204935.833.8/94%续表8 砂浆抗压强度对比试验序号砂浆品种7d抗压强度 MPa28d抗压强度 MPa无底模有底模无底模有底模91:3水泥砂浆39.730.623

13、.8/60%17.8/58%51.245.037.4/73%31.3/70%101:1:4混合砂浆7.07.44.6/66%5.0/68%10.213.26.7/66%9.4/71%111：4.5稠化粉砂浆14.213.45.5/39%6.4/48%17.723.48.5/48%12.3/53%续表8 砂浆抗压强度对比试验序号试验项目7d抗压强度 MPa28d抗压强度 MPa无底模有底模无底模有底模121：7.3水泥砂浆10.36.8/66%13.810.8/78%131：6水泥砂浆14.710.0/68%20.116.2/81%141：5水泥砂浆18.913.9/74%2519.6/78%1

14、51：8水泥砂浆8.54.8/56%11.67.5/65%161：6.4水泥砂浆11.67.4/64%15.810.3/65%171：5.4水泥砂浆15.610.8/69%20.513.5/66%181：4.6水泥砂浆19.312.5/65%23.117.4/75%191：8混合砂浆9.14.4/49%8.24.4/54%201：7.3混合砂浆9.96.6/67%9.76.8/70%续表8 砂浆抗压强度对比试验序号试验项目7d抗压强度 MPa28d抗压强度 MPa无底模有底模无底模有底模211：6.7混合砂浆12.48.7/70%12.49.3/75%221：5.6混合砂浆16.110.3/6

15、4%15.710.7/68%231：4.7混合砂浆18.911.7/62%18.112.6/70%241：7.3混合砂浆6.03.3/55%5.83.2/55%251：6.7混合砂浆6.44.2/69%7.04.0/57%261：5.8混合砂浆8.45.6/67%9.65.9/61%271：5.2混合砂浆9.95.4/54%10.55.5/52%281：4.6混合砂浆11.27.6/68%12.07.4/62%6. 结论从上述试验结果可以看出，砂浆试块制作时由于底模材料吸水率及吸水速率不同造成砂浆的强度值不同。普通粘土砖做底模，由于其吸水率及吸水速率大，在砂浆硬化初期吸收水份最多，后期砂浆自然

16、蒸发掉的水份就少，因此砂浆的孔隙率就会减少，所以其砂浆抗压强度最高。而钢底模由于其不吸水，故用其做底模砂浆强度最低。经统计，烧结普通砖做底模时砂浆强度为钢底模时强度的1.81.3倍的占70以上。而且相同类别的块材，由于制作工艺和原材料不同，其吸水性能差别较大，因此用砖做底模时，其砂浆抗压强度离散性大，变异系数往往偏大，因此JGJ7090规定每组试件为六块。而用钢底模，因底模材料不吸水，砂浆抗压强度离散性小，变异系数也小，每组试件可改为三块。考虑到结构的安全性，及本次试验验证的统计情况，可按最安全的状态考虑，即钢底模试验得到的强度试验数据乘以1.3系数，即可换算为相当于普通粘土砖为底模试验的强度

17、值。当有一定数量可靠的实验数据时，该系数可根据实际情况做调整。7.砂浆立方体抗压强度按下式计算：8. 结果评价 以三个试件测值的算术平均值作为该组试件的抗压强度值。当三个测值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15%时，则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度值；如有两个测值与中间值的差值均超过中间值的15%时，则该组试件的试验结果无效。三、保水性 保水性是测量砂浆在被吸水的情况下保持它的拌合水的能力。保水性良好的砂浆在与块材或基层接触时能保持住大部分水分，提高与块材或基层的粘结性能以及自身的抗压强度。水是砂浆工作性能最重要的影响因素，水分损失会导致砂浆流动性减

18、少，施工难以操作；水分不足就会影响胶凝材料的水化，影响砂浆各种性能的发展。因此，保持砂浆中水分的相对稳定是十分必要的。砂浆通常被砌筑在吸水块材之间或涂抹在基层上，只要砂浆与块材或基层一接触，砂浆就被吸去水分并向大气蒸发水分，使砂浆的施工性能变差，甚至使砂浆中的胶凝材料因缺水而不能充分水化，导致砂浆强度特别是粘结强度降低，造成砂浆开裂、空鼓、脱落等质量问题。 砂浆的使用环境对砂浆中水分的保持不利，主要原因：砂浆一般以薄层形式使用，具有较大的表面积，因而水分容易蒸发；有些基材有较强的吸水性，可从砂浆中吸取大量的水分，如加气混凝土砌块等；养护比较困难,砂浆常常用于立面，难以覆盖，撒上的水分也难以保持

19、。 由于这些原因，影响了砂浆性能的正常发展，也常常导致砂浆过早开裂，因此，必须提高砂浆自身的保水能力。表9 砂浆保水性与分层度的对比试验砂浆品种1：6.4稠化粉砂浆1：4稠化粉砂浆1：4稠化粉砂浆1：6.4稠化粉砂浆1：2.7稠化粉砂浆1：6.1稠化粉砂浆1：4.5稠化粉砂浆上海抹灰M5稠度mm9792929392808594分层度mm7.51371012121510保水性87.490.589.891.092.994.691.590.4上海抹灰M10上海抹灰M15上海抹灰M20上海砌筑M5上海砌筑M7.5上海砌筑M1051：6.4粉刷砂浆1：5.4粉刷砂浆1：4.5粉刷砂浆1：4水泥砂浆稠度m

20、m90979475768096969470分层度mm1491613111020161623保水性89.891.391.290.191.490.888.988.390.686.4表10 干混砂浆保水性试验结果序号试验单位中国建科院上海建科院同济国民淀粉试验项目稠度mm滤纸法滤纸+棉纱法试模+砂浆稠度mm滤纸法滤纸法滤纸法滤纸+棉纱法差值1北京干混砌筑砂浆M7.5962min:93.35min:90.52min:90.55min:87.65min:86.98296.094.193.891.12.72北京干混抹灰砂浆M1010096.096.798.095.82.23北京干混地坪砂浆M304995.

21、193.490.287.23.04上海干混抹灰砂浆M5742min:88.15min:83.62min:87.15min:82.65min:82.0948987.388.084.63.49587.59490.45上海干混抹灰砂浆M109293.689.089.687.42.29891.49089.8续表10 干混砂浆保水性试验结果序号试验单位中国建科院上海建科院同济国民淀粉试验项目稠度mm滤纸法滤纸+棉纱法试模+砂浆稠度mm滤纸法滤纸法滤纸法滤纸+棉纱法差值6上海干混抹灰砂浆M151002min:88.85min:87.35min:83.85min:83.89589.086.790.287.9

22、2.38489.69791.27上海干混抹灰砂浆M201112min:86.45min:82.42min:84.65min:80.85min:80.1929087.589.387.32.09686.18688.68上海干混砌筑砂浆M57590.188.389.887.32.59上海干混砌筑砂浆M7.57791.188.887.184.42.710上海干混砌筑M107295.086.889.486.82.68190.5续表10 干混砂浆保水性试验结果序号砂浆品种稠度mm保水性 %111:3水泥砂浆9492.39491.09781.2121:4.5水泥砂浆9686.69493.3131:1:4混合

23、砂浆10298.59985.3141：0.3：4.5混合砂浆7295.3151：4.5稠化粉砂浆10193.69495.89194.3161;3.3稠化粉砂浆9893.3序号砂浆品种 稠度 mm保水性 %171：6.4粉刷砂浆9689.07688.98088.6181：5.4粉刷砂浆9688.28088.39789.2191：4.5粉刷砂浆9490.47890.7201：3.9粉刷砂浆9388.97489.3 此次试验共得到56个试验结果，其中保水性88%的数据占91%，最小值为86.4%（此时稠度为110mm），因此，预拌砂浆JG/T230-2007规定预拌砂浆和普通干混砂浆的保水性均88%

24、。从表还可看到，砂浆稠度对保水性是有影响的，砂浆稠度与保水性成反比。为了使试验结果具有可比性，应统一规定砂浆的稠度。 普通干混砂浆试验时的稠度为：砌筑砂浆70-80mm，抹灰砂浆90-100mm，地面砂浆45-55mm，防水砂浆70-80mm。试验方法： 试模尺寸：内径100mm,内部深度25mm的圆环； 测量2min时滤纸从砂浆中吸取的水分，计算保水率。四、拉伸粘结强度由于砂浆是与基层共同构成一个整体，如抹灰砂浆与墙体材料粘结在一起构成一面墙，地面砂浆与基层等粘结在一起构成一层地坪。有的直接以粘结为使用目的，如砌筑砂浆是将各种砖、砌块等粘结为一个整体，瓷砖粘结砂浆是为了粘结瓷砖与墙体等，因而

25、粘结强度是砂浆的一个非常重要的性能。只有砂浆本身具有一定的黏结力，才能与基层实现有效的粘结，并长期保持这种稳定性，否则，砂浆容易在由各种形变引起的拉应力或剪应力作用下，发生空鼓、开裂、脱落的质量问题。大多数砂浆都有粘结强度的要求，如抹灰砂浆、瓷砖粘结砂浆、界面砂浆、自流平砂浆等等。砂浆粘结强度试验方法在许多产品标准中都有规定，但其试验方法又各不相同，导致一个技术指标有多种不同的试验方法，各行业标准之间没能很好的协调。目前测定拉伸粘结强度的方法多种多样，其测定原理大致相同，均是将砂浆涂抹在一定尺寸的基体上，然后采用拉伸的方法测定其拉伸粘结强度，但试验采用的基体块、涂层厚度、一次成型的数量等不尽相

26、同。如抹灰砂浆、界面处理砂浆、特种防水砂浆、外保温粘结及抹面砂浆、腻子等采用70mm70mm20mm的水泥砂浆试块做为基底块，一次成型一个试件；而自流平砂浆、瓷砖粘结砂浆采用的基体块为混凝土板，一次成型10个试件；另外，砂浆涂层厚度也不尽相同，有的在砂浆涂层上加一块40mm40mm10mm的试块，有的则不加。这就导致砂浆拉伸粘结强度的测试方法混乱，给操作者带来不便，还增加了仪器设备的投资。第一阶段试验的目的：一是确定砂浆粘结强度试件的龄期：14d还是28d；二是确定砂浆涂层的厚度，试验结果见表13。表13 砂浆拉伸粘结强度试验结果序号砂浆品种1214d28d14d28d厚度3mm厚度10mm厚

27、度3mm厚度10mm厚度5mm厚度10mm厚度5mm厚度10mm1北京干混抹灰砂浆M100.230.240.230.410.050.092北京干混砌筑砂浆M7.50.160.133北京干混地面砂浆M300.390.524上海干混抹灰砂浆M50.040.020.070.020.140.110.250.245上海干混抹灰砂浆M100.220.130.240.300.360.140.390.236上海干混抹灰砂浆M150.250.220.210.100.090.060.220.107上海干混抹灰砂浆M200.040.050.020.040.040.120.070.108上海干混砌筑砂浆M50.230

28、.130.460.179上海干混砌筑砂浆M7.50.220.290.370.3610上海干混砌筑砂浆M100.180.120.420.19从表13可以看到，随着龄期的增长，砂浆粘结强度提高的幅度并不是很大，而且有的砂浆并没有提高。考虑到目前大多数行业标准中的龄期为14d，故本标准规定砂浆粘结强度试件的龄期为14d。从表13还可看到，砂浆涂层的厚度没有太明显的规律性，考虑到抹灰砂浆的厚度一般为20mm，分三次施工，且砂子的最大粒径5mm，另外，特种干混砂浆产品标准中规定的粘结强度试件的涂层厚度为3mm，因此，本标准规定砂浆涂层的厚度为6mm。从表13还可以看到，数据的离散性较大，这是因为普通干混

29、砂浆水泥用量仅为10%25%，比瓷砖胶粘剂的水泥用量45%低得多，而瓷砖胶粘剂在掺加可再分散乳胶粉条件下，拉伸粘结强度也只有0.5MPa，所以普通干混砂浆自身的粘结性能较低，受外界因素影响大，导致试验结果稳定性差、复演性不好。 第二阶段的试验研究，试图通过采取一些措施解决数据离散性大的问题。我们在基底水泥砂浆试块上先涂一层界面剂，然后再涂待检砂浆。根据第一阶段的试验结果，选取试件龄期为14d，涂层厚度为6mm，选取二个湿度：湿度4575%、湿度95%。对同一样品进行涂与不涂界面剂的对比试验，以及不同湿度的对比试验，试验结果见表14。同时也选取湿拌砂浆样品进行对比试验，试验结果见表15。表14

30、普通干混砂浆拉伸粘结强度试验结果序号单位12条件不涂界面剂涂界面剂不涂界面剂涂界面剂湿度45-75%湿度95%湿度45-75%湿度95%湿度45-75%湿度95%湿度45-75%1北京干混砌筑砂浆M7.50.260.410.462上海干混抹灰砂浆M50.140.200.490.150.220.210.523上海干混抹灰砂浆M100.160.260.280.484上海干混抹灰砂浆M150.190.150.200.2250.220.220.485上海干混抹灰 砂浆M200.060.060.160.210.300.370.9161:3水泥砂浆0.140.2571:1:4混合砂浆0.240.248稠化

31、粉砂浆0.220.229北京干混抹灰砂浆M100.130.410.610.8010上海干混抹灰砂浆M100.130.851.001.9711上海干混抹灰砂浆M150.540.620.85表16 湿拌砂浆拉伸粘结强度试验结果序号砂浆品种稠度 mm14d拉伸粘结强度 MPa不涂界面剂涂界面剂湿度4575%湿度4575%湿度95%1湿拌抹灰砂浆M10790.350.232湿拌抹灰砂浆M15710.310.413湿拌抹灰砂浆M151000.500.360.414湿拌抹灰砂浆M201040.470.345湿拌砌筑砂浆M10750.210.226湿拌砌筑砂浆M20500.390.237湿拌砌筑砂浆M306

32、40.310.258湿拌地面砂浆M15540.530.469湿拌地面砂浆M20420.460.4910湿拌地面砂浆M25410.240.3211湿拌防水砂浆M10980.210.2012湿拌防水砂浆M151010.380.4413湿拌防水砂浆M201020.650.70 从表14、表15可以发现，虽然涂界面剂可以减小数据的离散性，但界面剂对粘结强度的影响规律却不一样，对于自身粘性不好的砂浆，经过界面剂处理后，粘结强度普遍提高，但提高的幅度不一样；对于自身粘性较好的砂浆，经过界面剂处理后，粘结强度有的不变，有的还降低，说明界面剂对其没有发挥作用。试验结果表明，基底水泥砂浆试块经过界面剂处理后，不能真实反映所检砂浆自身的粘结性能，不具有代表性，因此没有采用涂界面剂的方法。根据上述试验，我们确定了砂浆拉伸强度的试验方法：直接在基底块上涂抹待检砂浆试样，涂层厚度为6mm，试块在空气温度232、湿度为60%8