章建筑干混砂浆常用材料及检验方法

1、第二章 建筑干混砂浆常用材料及检验方法第一节 水硬性胶凝材料在物理、化学作用下，能从浆体变成坚固的石状体，并能胶结其他物料而具有一定机械强度的物质，统称为胶凝材料。分为水硬性和非水硬性两大类。水硬性胶凝材料基本上是无机材料，它和水后即能在空气中硬化又能在水中硬化（如水泥）。非水硬性胶凝材料只能在空气中或其他条件下硬化（如石膏、石灰、耐酸胶结料、磷酸盐胶结料、环氧树脂等）。1. 水泥水泥是干混砂浆最主要的水硬性胶凝材料。水泥品种按化学成份水泥可分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥等。1.1硅酸盐系列水泥硅酸盐系列水泥是以硅酸钙为主要成份的水泥熟料，一定量的混合材料和适量石膏，经

2、共同磨细而成。按性能和用途又可分为通用水泥、专用水泥和特种水泥。通用水泥按所掺合料的种类及数量不同又可分硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥（简称普通水泥）、矿渣硅酸盐水泥（简称矿渣水泥）、火山灰硅酸盐水泥（简称火山灰水泥）、粉煤灰硅酸盐水泥（简称粉煤灰水泥）、复合硅酸盐水泥（简称复合水泥）。专用水泥是指专门用途的水泥，如砌筑水泥、道路水泥等。特种水泥是指某种性能比较突出的水泥，如快硬硅酸盐水泥、白色硅酸盐水泥、抗硫酸盐水泥、低热硅酸盐水泥、硅酸盐膨胀水泥。(1)硅酸盐水泥（又称波特兰水泥）GB175-1999硅酸盐水泥是用石灰石、黏土、铁粉等原材料经配料粉磨后，在1400以上的高温下煅烧而制成熟料，该

3、熟料加入二水石膏、混合材，研磨而成。硅酸盐水泥的定义是：凡是由硅酸盐水泥熟料，再掺入05%石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏经磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥。硅酸盐水泥又分为两种类型：不掺加混合材料的称型硅酸盐水泥，代号为P。粉磨时掺加不超过水泥重量5%的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称型硅酸盐水泥，代号为P。硅酸盐水泥的主要矿物如下：硅酸三钙 3CaOSiO2 C3S 3760硅酸二钙 2CaOSiO2 C2S 1537铝酸三钙 3CaOAl2O3 C3A 715铁铝酸四钙 4CaOAl2O3Fe2O3 C4AF 1018除以上主要矿物外，硅酸盐水泥中还存在少量有害物质，（2）普通硅酸

4、盐水泥：（简称普通水泥P.O）GB175-1999凡是由硅酸盐水泥熟料，再掺入615%混合材料及适量石膏，经磨细制成的水硬性胶凝材料称为普通硅酸盐水泥，代号P0。（简称普通水泥）。普通水泥颜色差别主要原因是所含氧化铁量不同。表1水泥颜色与氧化铁含量的关系氧化铁含量340.450.70.350.4水泥颜色暗灰色淡绿色白色（3）矿渣硅酸盐水泥：（P.S）GB13441999凡是由硅酸盐水泥熟料，粒化高炉矿渣和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为矿渣硅酸盐水泥。代号PS。水泥中粒化高炉矿渣掺加量按重量百分比计2070%。（4）火山灰硅酸盐水泥：（P.P）GB13441999火山灰硅酸盐水泥凡是由硅

5、酸盐水泥熟料和火山灰质混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为火山灰质硅酸盐水泥。代号PP。水泥中火山灰质混合材料掺加量按重量百分比计2050%。（5）粉煤灰硅酸盐水泥：（P.F）GB13441999粉煤灰硅酸盐水泥凡是由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰、适量石膏经磨细制成的水硬性胶凝材料，称为粉煤灰硅酸盐水泥，代号PF。水泥中粉煤灰掺加量按重量百分比计2040%。（6）复合硅酸盐水泥：（P.C）GB129581999复合硅酸盐水泥凡是由硅酸盐水泥熟料、两种或两种以上规定的混合材料、适量石膏经磨细制成的水硬性胶凝材料称为复合硅酸盐水泥，水泥中混合材料总掺加量按重量百分比应大于15%，但不超过50

6、%。1.2特种水泥（1）白色硅酸盐水泥适当成分的生料经熔融，生成硅酸钙为主要成分，氧化铁含量很少的白色硅酸盐熟料，加入适量石膏，共同磨细制成的水硬性胶凝材料称为白色硅酸盐水泥。表2 白色硅酸盐水泥的等级、白度值及标号白水泥的等级白度值%白度级别标号优等品86特级625,525一等品84一级525,42580二级525,425合格品80二级425,32575二级325（2）高铝水泥高铝水泥又称矾土水泥，以铝矾土和石灰石为原料，经煅烧成铝酸钙为主要成分，氧化铝含量超过50%的熟料，再磨细制成的水硬性材料。凝结时间与波特兰水泥相似，可以提供快速的强度发展。高铝水泥与快硬水泥相同，以三天强度为标号。高

7、铝水泥与波特兰水泥混合的强度发展变化主要依赖波特兰水泥的情况。一般来说，强度发展在早期即可显现。（3）硫铝酸盐水泥硫铝酸盐水泥的主要成分分为无水硫铝酸钙(3(CaAl2O3) CaSO4)和型硅酸盐二钙(-C2S)。硫铝酸盐水泥具有快凝、早强、不收缩的特点，宜用于配制早强、抗渗和抗硫酸盐侵蚀等混凝土，负温施工（冬期施工），浆锚、喷锚支护、抢修、堵漏；水泥制品、玻璃纤维增强水泥（GRC）制品及一般建筑工程。此外钙钒石在150以上会脱水，强度大幅度下降，故耐热性较差。另外其水化产物水化硫铝酸钙抗碳化性能不如硅酸盐类水泥。2.水泥在干混砂浆中的应用水泥是我国今后相当长的时间内干混砂浆的最主要胶凝材料

8、。我国水泥产量达16.3亿吨，居世界首位。水泥强度等级以32.5MPa和42.5MPa为主，高标号的42.5MPa和52.5MPa较少。总体看来，我国水泥的品种、质量和供给都能满足用于干混砂浆产品生产需要。3.水泥性能的检验方法3.1水泥细度的测定3.1.1试验原理根据一定量水泥在一定孔径筛子上的筛余量大小来反映水泥的粗细。筛余量越大水泥越粗，反之水泥越细。3.1.2试验内容(1)干筛法（负压筛析法）1）试验仪器a.试验筛。由圆形筛框和筛网组成，筛框和筛网接触处应用防水胶密封。筛口配有有机玻璃筛盖。筛盖与筛口有良好的密封性。b.负压筛析仪。由筛座、干筛、负压源及收尘器组成。c.天平。最大称量值

9、为100g，分度值不大于0.05g。2）试验操作步骤a.将水泥试样充分混合均匀，通过0.9mm方孔筛过筛，并记录筛余物情况。b.称取水泥试样25g置于洁净的干筛内并盖上筛盖，再将筛子放在干筛座上，启动筛析仪连续筛析2min。此间若有试样黏附在筛盖上，可用手轻轻拍击，使试样落下。筛毕，用天平称量筛余物质量，准确至0.1g。3）水泥筛余百分数计算 F=P/W100%式中：F水泥试样的筛余百分数，%； P水泥试样质量，g W水泥筛余物质量，g。结果精确至0.1%。 (2)水筛法1）试验仪器a.试验筛。方孔边长为0.080mm的铜丝网筛布，筛框有效直径为125mm，高为80mm。筛布应绷紧在筛框上，接

10、缝必须严密，筛内径为(1403)mm。b.筛座。能灵活带动水筛转动，转速约50r/min。c.喷头。直径为55mm，面上均匀分布90个孔，孔径为0.50.7mm，喷头底面和筛网之间距离为3575mm。2）试验操作步骤a.水泥样品通过0.9mm方孔筛，记录筛余物情况，防止过筛时混进其他水泥，并检查水中有无泥、砂。b.称取试样50g倒入水筛中，手持水筛放在水龙头下用适度水流冲洗至大部分细粉通过，然后将水筛放在筛座上，用水压为（0.050.02）MPa的分散水流对筛内水泥连续冲洗3min。c.筛毕，用小股水流把水筛上的筛余物转移到蒸发皿中，并使蒸发皿中的筛余物均匀分布在蒸发皿底部。d.烘干筛余物。冷

11、却后将筛余物转移到天平上称量。3）水泥筛余百分数计算F=P/W100%。3.2标准稠度用水量的测定拌和结束后，立即将拌制好的水泥净浆装入已置于玻璃板上的试模中，用小刀插捣，轻轻振动数次，刮去多余的净浆。抹平后迅速将试模和底板移到维卡仪上，并将其中心定在试杆下，降低试杆直至与水泥净浆表面接触，拧紧螺丝12s后突然放松，使试杆垂直自由地沉入水泥净浆中。在试杆停止沉入或释放试杆30s时记录试杆与底板之间的距离，升起试杆后立即擦净。整个操作应在搅拌后1.5min内完成，以试杆沉入净浆并距底板（61）mm的水泥净浆为标准稠度净浆。其拌和水量为该水泥的标准稠度用水量（P），按水泥质量的百分比计。3.3凝结

12、时间的测定（1）测定前准备工作 调整凝结时间测定仪的试针接触玻璃板时，指针对准零点。（2）试件的制备 以标准稠度用水量制成标准稠度净浆，一次装满试模，数次刮平，立即放入标准养护箱中。记录水泥全部加入水中的时间，作为凝结时间的起始时间。（3）初凝时间的测定 当试针沉至距底板（41）mm时为水泥达到初凝状态。由水泥全部加入水中至初凝状态的时间为水泥的初凝时间，用“min”表示。（4）终凝时间的测定 临近终凝时每隔15min测定一次，试针沉入试体0.5mm时（即环型附件开始不能在试体上留下痕迹时）为水泥达到终凝状态，由水泥全部加入水中至终凝状态的时间为水泥的终凝时间，用“min”表示。3.4水泥胶砂

13、强度检验（1）试验仪器1）水泥胶砂搅拌机。搅拌时搅拌叶片与锅底、锅壁的最小间隙为（31）mm。2）振实台。采用JC/T682规定的振实台，该振实台工作时以1次/s的振动频率振动60次后自动停机。3）试模。由3个水平的模槽组成，可同时成型3条截面为40mm40mm160mm的菱形试体，其材质和制造尺寸应符合JC/T726要求。4）播料器。将拌好的胶砂装入试模时用于播平料层。5）金属刮平尺。胶砂振实成型后用于刮去试模中多余的胶砂。6）抗折试验机。7）抗压试验机及抗压夹具。抗压试验机吨位以2030t为宜，在较大的4/5量程范围内使用时记录的荷载应有1%精度，并具有（2400200）N/S的加荷能力，

14、应有一个能指示试件破坏时的荷载并把它保持到试验机卸荷时的指示器，可以用表盘里的峰值指针或显示器来实现。人工操纵的试验机应配有一个速度动态装置，以便于控制荷载增加。配用的抗压夹具应符合JC/T683的要求。（2）试验材料1）当试验水泥从取样至试验要保持24h以上时，应把它贮存在基本装满和气密的容器里，这个容器应不与水泥起反应。2）标准砂应符合水泥胶砂强度检验方法（GB/T17671-1999）的质量要求。3）仲裁试验或其他重要试验用蒸镏水，其他试验可用饮用水。（3）试验条件1）水泥试体成型试验温度为（202），相对湿度大于50%，水泥试样、标准砂拌和水及试模的温度与室温相同。2）养护箱温度为（2

15、01），相对湿度大于90%，养护水的温度为（201）。3）温度、湿度记录每天不少于2次。（4）试验步骤1）成型前将试模擦净，四周的模板与底座的接触面上应涂黄干油，紧密装配，防止漏浆，内壁均匀刷一薄层机油。2）水泥与标准砂的质量比为1：3；水灰比为0.5。3）每成型3条试体需称量的材料及用量。4）胶砂制备后立即进行成型。将空试模和模套固定在振实台上，用一个适当的勺子直接从搅拌锅里将胶砂分两层装入试模，装第1层时，每个槽里约放300g胶砂，用大播料器垂直架在模套顶部，沿每个模槽来回一次将料层播平，接着振实60次；再装入第2层胶砂，用小播料器播平，再振实60次。移走模套，从振实台上取下试模，用一金属

16、直尺以近似90的角度架在试模模顶的一端，然后沿试模长度方向以横向锯割动作慢慢向另一端移动，一次将超过试模部分的胶砂刮去，并用同一直尺以近乎水平的情况下将试体表面抹平。在试模上作标记或加字条标明试体编号和试件相对于振实台的位置。5）试验前或更换水泥品种时，搅拌锅、叶片和下料漏斗等必须抹擦干净。（5）试件的养护1）脱模前的处理和养护。去掉留在模子四周的胶砂，立即将做好标记的试模放入雾室或湿箱的水平架子上养护，湿空气应能与试模各边接触。养护时不应将试模放在其他试模上。一直养护到规定的脱模时间时取出脱模。脱模前，用防水墨汁或颜料笔对试体进行编号和作其他标记。对两个龄期以上的试体编号时，应将同一试模中的

17、3条试体分在两个以上龄期内。2）脱模。脱模应非常小心，对于24h龄期的试体，应在破型试验前20min内脱模；对于24h以上的龄期的试体，应在成型后（242）h之间脱模。注意：如经24h养护，会因脱模对强度造成损害时，可以延迟至24h以后脱模，但在实验报告中应予说明。已确定作为24h龄期试验（或其他不下水直接做实验）的已脱模试体，应用湿布覆盖至做试验时为止。3）水中养护。将做好标记的试件立即水平或竖立放在（201）水中养护，水平放置时刮平面应朝上。试件放在不易腐烂的箅子上，并彼此间保持一定的间距，以让水与试件的6个面接触。养护期间试件之间间隔或试件上面的水深不得小于5mm。(6)强度试验1)各龄

18、期的试体必须在下列时间内进行强度试验，试体龄期是从水泥加水搅拌开始试验时算起。表3龄期时间龄期时间3天3天45min28天28天8h 2)抗折强度试验。每龄期取出3条试体先做抗折强度试验。试验前必须擦去试体表面的附着水分和砂粒，清除夹具上圆柱表面黏着的杂物，试体放入抗折夹具内，应使侧面与圆柱接触。采用杠杆式抗折试验机时，试体放入前应使杠杆呈平衡状态。试体放入后调整夹具，使杠杆在试体折断时尽可能地接近平衡位置。抗折试验加荷速度为（5010）N/s。 3)抗折试验后的两个断块应立即进行抗压试验。抗压试验必须用抗压夹具进行，试体受压面为40mm40mm。试验前应清除试体受压面与加压板间的砂粒和杂物。

19、实验时以试体的侧面作为受压面，试体的底面靠紧夹具定位销，并使夹具对准压力机压板中心。压力机加荷速度应控制在（2400200）N/s的范围内，在接近破坏时更应严格掌握。(7)水泥胶砂强度计算 Rf=1.5FfL/b3式中 Rf -抗折强度，N/mm2; Ff -破坏荷载，N； b -试件正方形截面边长； L -支撑圆柱中心距为100mm。抗折强度计算应精确至0.1N/mm2.2)抗压强度RC=F/A式中 RC抗压强度，N/mm2 ； F破坏荷载， N； A受压面积， 即40mm40mm。抗压强度计算应精确至0.1N/mm2。(8)水泥胶砂强度试验评定1)抗折强度 试验结果以3个试体平均。当3个强

20、度值中其中1个值超过平均值10%时，应剔除后再平均，作为抗折强度的试验结果；若有两个值超过平均值10%时，试验结果视为无效，应重新进行试验。2)抗压强度 以一组3个棱柱体上得到的6个抗压强度值的算术平均值为试验结果。如6个测定值中有1个值超出6个平均值10%时，就应剔除这个试验结果，而以剩下5个的平均数为结果。如果5个测定值中再有超过它们平均值10%的，则此组结果作废。3)水泥强度的评定 抗折强度、抗压强度均满足改组强度等级的强度要求方可评为符合该强度等级的要求，并应按委托强度等级评定。水泥各龄期最低值见表4。表4 水泥各龄期最低值品种强度等级抗压强度/（N/mm2）抗折强度/（N/mm2）3

21、天28天3天28天硅酸盐水泥42.542.5R52.552.5R62.562.5R17.022.023.027.028.032.042.542.552.552.562.562.53.54.04.05.05.05.56.56.57.07.08.08.0普通硅酸盐水泥32.511.032.52.55.5复合硅酸盐水泥32.5R42.542.5R52.552.5R16.016.021.022.026.032.542.542.552.552.53.53.54.04.05.05.56.56.57.07.0火山灰质硅酸盐水泥32.510.032.52.55.5矿渣硅酸盐水泥32.5R15.032.53.5

22、5.5粉煤灰硅酸盐水泥42.542.5R52.552.5R15.019.021.023.042.542.552.552.53.54.04.04.56.56.57.07.0第二节 气硬性胶凝材料1.石膏1.1天然石膏天然石膏矿有天然二水石膏（CaSO4.2H2O）及天然无水石膏（CaSO4）。天然二水石膏质地比较软，称为软石膏；天然无水石膏质地比较硬，称为硬石膏。生产石膏胶凝材料的主要原料是软石膏，以及含CaSO4.2H2O或CaSO4.2H2O与CaSO4混合物的化工副产品及废渣，如磷石膏、氟石膏、硼石膏等。1.2建筑石膏建筑石膏属气硬性胶凝材料。气硬性胶凝材料是指能在空气中硬化，也只能在空气

23、中保持或继续发展其强度。（1）建筑石膏的生产生产建筑石膏的主要原料是生石膏（既天然二水石膏CaSO42H2O）及化工石膏。化工石膏是指含有CaSO42H2O的化学工业副产品。建筑石膏是将天然二水石膏加热至107-170，经脱水，陈化转变而成。以（CaSO41/2H2O）为主要成分，不需要加任何外加剂的胶凝材料。原料中天然二水石膏CaSO4.2H2O含量大于75%。（2）建筑石膏的水化及硬化机理：首先，型半水石膏溶于水，成为不稳定的饱和溶液，溶液中的型半水石膏与水化合又形成了二水石膏，水化反应按下式进行：CaSO41/2H2O 1/2H2O -CaSO42H2O（3）建筑石膏的特性：1）凝结硬化

24、快：初凝不小于6分钟，终凝不大于30分钟。可加缓凝剂。2）空隙率大，强度低：抗压强度为3-5MPa。3）建筑石膏硬化体隔热性和保温性良好，耐水差。导热系数为0.1210.205W/K，软化系数为0.300.45。4）防火性能好:非燃烧体。5）建筑石膏硬化时积体略有膨胀:，约膨胀0.050.15%。微膨帐可使建筑石膏硬化体表面光滑饱满，干燥时不开裂。6）装饰性，加工性好。（4）建筑石膏的质量要求： GB/T 9776-2006建筑石膏1）组成 建筑石膏组成中半水硫酸钙( -CaSO41/2H2O)的含量，应不小于60.0%。2）细度 建筑石膏的细度以0.2mm方孔筛筛余百分数计，应不大于10%。

25、3）凝结时间 建筑石膏的凝结时间应符合表5的规定。表5品种初凝时间，min终凝时间，min天然建筑石膏 N630磷建筑石膏P330脱硫建筑石膏S4）强度建筑石膏的强度不得低于表6中数值。表6品种2h抗折强度MPa2h抗压强度MPa天然建筑石膏 N2.24.5磷建筑石膏P2.55.0脱硫建筑石膏S3.06.05）有害物质工业副产建筑石膏中的有害物质含量应不大于下列值(%)： K2O (可溶性的) 0.05 Na2O （可溶性的） 0.05 MgO (可溶性的) 0.05 P2O5 ( 总量) 0.9 F (总量) 1.06） 放射性工业副产建筑石膏的放射性必需符合GB6566-2001的规定1.

26、3粉刷石膏粉刷石膏是由建筑石膏（CaSO41/2H2O）与无水石膏（-CaSO4）单独或二者混合后在掺入外加剂，细骨料等制成的气硬性胶凝材料。 表7 粉刷石膏性能指标（JC/T517-2004） 项目指标面层粉刷石膏底层粉刷石膏保温层粉刷石膏可操作时间min30凝结时间初凝时间 min60终凝时间 h8保水率 907560强度 MPa抗折强度3.02.0/抗压强度6.04.00.6剪切粘结强度0.40.3/干混砂浆中采用的石膏在水中溶解度性能很重要，溶解度对干混砂浆的粘结性能影响很大。而溶解度与生产方法，磨细方法，磨细程度，存放时间，使用温度及PH值有关。表8不同种类石膏的溶解速度石膏种类溶解

27、速度g/min半水石膏38可溶性硬石膏20半水石膏4天然石膏2硬石膏11.4黏结石膏黏结石膏是由型半水石膏、缓凝剂、保水剂、胶粉、填料配制而成，主要用于石膏制品的黏结，也可以用于墙体内保温系统中的聚苯板的黏结。表9 粘结石膏性能指标项目指标细度（2.5mm筛余）0操作时间 min50保水率 70抗 裂 性24h无裂纹凝结时间 min初凝时间60终凝时间120强度 MPa抗折强度3.0抗压强度6.0剪切粘结强度0.52.石灰2.1石灰的生产石灰是以碳酸钙为主要成分的石灰石，白垩等为原料，在9001000煅烧所得的产物，其主要成分是氧化钙。煅烧温度高低与时间的长短都会影响质量，石灰内部结构紧密。（

28、1）生石灰及生石灰粉：主要成分是CaO；（2）消石灰及石灰膏：主要成分是Ca（OH）2。2.2石灰的硬化机理：（1）结晶作用：游离水分蒸发，氢氧化钙从饱和溶液析出。（2）碳化作用：氢氧化钙与空气中的二氧化碳、水反应生成碳酸钙结晶，释放水分并蒸发。2.3建筑石灰的特性：（1）可塑性好（2）硬化缓慢（3）硬化后强度低（4）耐水差（5）收缩大2.4石灰的技术指标表10建筑生石灰粉的技术指标项目钙质生石灰镁质生石灰优等品一等品合格品优等品一等品合格品CaOMgO含量% 85 80 75 80 75 70CO2 含量% 7 9 11 8 10 12细度0.90筛筛余0.20.51.50.21.51.50

29、.12筛筛余7.012.018.07.012.018.0表11建筑生消石灰粉的技术指标项目钙质消生石灰粉镁质消生石灰粉白云石消生石灰粉优等品一等品合格品优等品一等品合格品优等品一等品合格品钙镁含量%706560656055656055游离水%0.4-20.4-20.4-20.4-20.4-20.4-20.4-20.4-20.4-2体积安定性合格合格合格合格合格合格0.90筛余000.5000.5000.50.125筛余3101531015310152.5石灰在干混砂浆中的应用建筑消石灰粉可以有效的改善新拌砂浆的和易性，降低砂浆硬化体的弹性模量。长期以来，建筑消石灰大量应用于建筑工程中配套的砌筑

30、、抹灰砂浆。但我国石灰产品的煅烧、消解、磨细工艺十分落后。大多数石灰产品是用土法工艺生产的，含有大量生烧、死烧灰。因颗粒粗、消解不完全而造成的质量事故屡见不鲜。传统的现场拌和砂浆时，通过长时间闷淋灰工艺后还可以用，但用于干混砂浆时会因为死烧灰后期水化膨胀而带来一系列问题。目前有一些以氢氧化钙或灰钙粉名称销售的质量较好消石灰产品，虽可以用于干混砂浆产品的生产，但价格较高。由于我国绝大部分石灰产品，质量不能满足干混砂浆产品的需要。石灰产品生产工艺落后、管理粗放，浪费资源、污染环境，不符合建设资源节约、环境友好型社会的要求。因此，在普通干混砂浆产品生产品不宜把石灰粉作为基本胶凝材料应用。3.水玻璃3

31、.1水玻璃的化学组成和生产水玻璃俗称泡花碱，是一种能溶于水的硅酸盐，由不同比例的碱金属和二氧化硅所组成。最常见的是硅酸钠水玻璃Na2OnSiO2,还有硅酸钾水玻璃K2On SiO2等。水玻璃的主要原料是石英砂、纯碱、烧碱。水玻璃是一种气硬性胶凝材料，在水中溶解的难易随水玻璃模数n（SiO2与Na2O分子数比）的大小而异，n大，水玻璃黏度大，较难溶于水，但较易硬化。建筑上常用的水玻璃的模数为2.62.8，密度为1.361.50g/cm3。3.2水玻璃的硬化水玻璃在空气中吸收二氧化碳，形成硅酸凝胶，并逐渐干燥而硬化。为了加速硬化，常加入固化剂Na2SiF6，掺量为1215。3.3水玻璃的性质及应用

32、水玻璃的粘结性好，硬化后有较高的强度。水玻璃可用于生产耐酸材料、耐温材料、灌浆材料、保绝热材料、防水剂。第三节 建筑用砂1.建筑用砂的性能要求1.1国家标准GB14684-2001建筑用砂的技术要求（1）泥，粘土块含量：天然砂中小于75m颗粒称为泥。粘土块含量一类为0，三类为2.0。含泥量多时易干缩。（2）有害物质：杂物，硫酸盐，氯化物等。（3）碱骨料：无碱骨料。（4）砂的粗细程度及颗粒级配：砂的粗细程度及颗粒级配是评定砂质量的重要指标。砂的粗细程度是指不同粒径的砂粒混合在一起后的平均粗细程度。细砂表面积大，需水泥浆多，过粗砂易产生离析，泌水。砂的颗粒级配是指砂中不同粒径颗粒的组成情况。粒径相

33、同空隙率大，当不同粒径搭配，达到空隙率和总表面积均较小。达到经济好，提高和易性，密实度和强度。1.2砂的细度模数砂的粗细程度用累计筛余百分率计算而得的细度模数表示 M = ( A2A3A4A5A6)-5A1/(100-A1)表12细度模数表筛孔尺寸分计筛余%累计筛余%5.00a1A1=a12.50a2A2=a1+a21.25a3A3=a1+a2+a30.630a4A4=a1+a2+a3+a40.315a5A5=a1+a2+a3+a4+a50.160a6A6=a1+a2+a3+a4+a5+a6粗砂M=3.73.1 中砂M=3.02.3 细砂M=2.21.6 特细砂M=1.50.7砂的细度模数不能

34、反映砂的级配优劣，必须同时考虑砂的级配和砂的细度模数。1.3砂的级配范围砂的级配用级配区表示。砂的级配范围如下：表13砂的级配范围筛孔尺寸 累计筛余 %区区区10.00005.001001001002.503552501501.25653550102500.6308571704140160.3159580927085550.1601009010090100902.天然砂天然砂是由天然岩石经长期风化等自然条件形成，按其产源不同可分为河砂，湖砂，海砂及山砂等。3.机制砂（人工砂）为解决大气治理、环保和建设用砂的需要，机制砂必将成为建设用砂的主要来源。尾矿机制砂的优势在于：砂子本身基本上是干燥的，不

35、需要烘干处理，其价格要比经烘干处理的天然河砂更便宜。尾矿机制砂的不足之处在于颗粒形貌一般都不规则，有时呈立方体，有时呈柱状，也有时呈板状，不如天然河砂的圆度系数高。国外工业发达国家，特别是欧洲，很早以前尾矿机制砂已广泛应用于干混砂浆产品生产，一种砂浆产品可能用3-5种不同级配范围的机制砂配制而成。在通常情况下，尾矿机制砂适合于生产普通干混砂浆产品，水洗砂适合于特种干混砂浆产品。机制砂与天然砂的区别在于小于75m颗粒的组成，天然砂中小于75m颗粒称为含泥量，机制砂中小于75m颗粒含量称为石粉含量。优质机制砂用亚甲蓝试验判定石粉含量中主要成分是泥土还是石粉。目前，机制砂已被列为建筑用砂GB/T14

36、684-2001标准中。第四节 建筑干混砂浆常用掺和料1、活性掺合料在干混砂浆产品中加入活性掺合料是具有中国特色的干混砂浆生产配料技术。在国外配方中较少掺加活性掺合料，一般采用石灰石粉等惰性填料。用于干混砂浆产品中的细磨粉煤灰合矿渣粉的性能指标，应满足表14、表15要求。表14 用于水泥和混凝土中的粉煤灰技术指标指标0.9mm筛筛余（）1220需水量比（）95105烧失量（）58含水率（）11三氧化硫（）3328天抗压比（）7575表15矿渣粉技术指标项目技术指标S105S95密度，g/cm3，2.8比表面积m2/kg350活性指数， 7d9575活性指数，28d10595流动度比，8590含

37、水量1.0三氧化硫4.0氯离子0.02烧失量3.02.惰性掺合料惰性掺合料用于干混砂浆中可以调整颗粒级配，改善施工性、提高性能、降低成本。惰性掺合料在国外的干混砂浆产品生产中应用十分普遍，一种干混砂浆产品可以用3-5种不同颗粒级配掺合料配制。在采矿、选矿过程中产生的细粉，符合一定的质量要求既可应用于普通干混砂浆的配料。石灰石、白云石等天然矿石经过破碎、粉磨到一定的细度，既可以作为优质原料，用于普通干混砂浆产品生产中。我国这类材料资源存量非常丰富，一些矿山选矿产生的细粉已经成为污染源，威胁水源安全，影响大气质量。据不完全统计，目前北京市每年产生这种惰性细粉料约为80-100万吨，经过加工处理后即

38、可用作干混砂浆产品生产。第五节 建筑干混砂浆常用添加剂添加剂对建筑干混砂浆性能的改善具有关键性作用，但添加剂在干混砂浆的材料成本中所占比例一般在40%以上。1.保水剂保水剂是改善干混砂浆保水性能的关键外加剂，也是决定干混砂浆材料成本的关键外加剂之一。1.1纤维素醚纤维素醚是碱纤维素与醚化剂在一定条件下反应生成一系列产物的总称。碱纤维素被不同的醚化剂取代而得到不同的纤维素醚。按取代基的电离性能，纤维素醚可分为离子型（如羧甲基纤维素）和非离子型（如甲基纤维素）两大类。按取代基的种类，纤维素醚可分为单醚（如甲基纤维素）和混合醚（如羟丙基甲基纤维素）。按可溶解性不同，分为水溶性（如羟乙基纤维素）和有机

39、溶剂溶解性（如乙基纤维素）等，干混砂浆主要采用水溶性纤维素,水溶性纤维素又分为速溶型和经过表面处理的延迟溶解型。1.1.1纤维素醚的种类（1）甲基纤维素（MC）1）甲基纤维素可溶于冷水，热水溶解会遇到困难，其水溶液在PH=3-12范围内非常稳定。与淀粉、胍尔胶等以及许多表面活性剂相容性较好。当温度达到凝胶化温度时，会出现凝胶现象。2）甲基纤维素的保水性取决于其添加量、粘度、颗粒细度及溶解速度。一般添加量大，细度小,粘度大，则保水性高。其中添加量对保水性影响最大，粘度的高低与保水性的高低不成正比关系。溶解速度主要取决于纤维素颗粒表面改性程度和颗粒细度。在纤维素醚中，甲基纤维素保水率较高。3）温度

40、的变化会严重影响甲基纤维素的保水率。一般温度越高，保水性越差。如果砂浆温度超过40，甲基纤维素的保水性会非常差，严重影响砂浆的施工性。4）甲基纤维素对砂浆的施工性和粘着性有明显影响。这里的“粘着性”是指工人涂抹工具与墙体基材之间感到的粘着力，即砂浆的剪切阻力。粘着性大，砂浆的剪切阻力大，工人在使用过程中需要更大的力量，砂浆的施工性就变差。在纤维素醚产品中甲基纤维素粘着力处于中等水平。（2）羟丙基甲基纤维素（HPMC）羟丙基甲基纤维素是近年来产量、用量都在迅速增加的纤维产品。1）羟丙基甲基纤维素易溶于冷水，热水溶解会遇到困难。但它在热水中的凝胶化温度要明显高于甲基纤维素。在冷水中的溶解情况，较甲

41、基纤维素也有大的改善。2）羟丙基甲基纤维素的粘度与其分子量的大小有关，分子量大则粘度高。温度同样会影响其粘度，温度升高，粘度下降。但其粘度受温度的影响比甲基纤维素低。其溶液在室温下储存是稳定的。3）羟丙基甲基纤维素的保水性取决于其添加量、粘度等，其相同添量下的保水率高于甲基纤维素。4）羟丙基甲基纤维素对酸、碱具有稳定性，其水溶液在PH2-12范围内非常稳定。苛性钠和石灰水，对其性能也没有太大影响，但碱能加快其溶解速度，并对粘度稍有提高。羟丙基甲基纤素对一般盐类具有稳定性，但盐溶液浓度高时，羟丙基甲基纤维素溶液粘度有增高的倾向。5）羟丙基甲基纤维素可与水溶性高分子化合物混用而成为均匀透明的，粘度

42、更高的溶液。如聚乙烯醇、淀粉醚、植物胶等。6）羟丙基甲基纤维比甲基纤维素具有更好的抗酶性，其溶液酶降解的可能性低于甲基纤维素。7）羟丙基甲基纤维素对砂浆施工的粘着性要高于甲基纤维素（3）羟乙基纤维素（HEC）1）羟乙基纤维素可溶于冷水中，热水溶解较为困难。其溶液在高温下稳定，不具有凝胶性。在砂浆中高温下可使用时间较长，但保水性较甲基纤维素低。2）羟乙基纤维素对一般酸碱都具有稳定性，碱能加快其溶解，并对粘度略有提高，其在水中分散性比甲基纤维素和羟丙基甲基纤维素略差。3）羟乙基纤维素对砂浆抗垂挂有好的性能，但对水泥的缓凝时间较长。4）国内一些企业生产的羟乙基纤维素，因含水量大，灰份高而导致其性能明

43、显低于甲基纤维素。（4）羧甲基纤维素（CMC）1）羧甲基纤维素吸湿性较大，一般条件储存会含有较大水份。2）羟甲基纤维素水溶液不会产生凝胶，随温度升高而粘度下降，温度超过50时，粘度不可逆。3）其稳定性受PH影响较大。一般可用于石膏基砂浆中，不能用于水泥基砂浆中。在高碱性时，会失去粘度。4)其保水性远远低于甲基纤维素。对石膏基砂浆有缓凝作用，并降低其强度。但羧甲基纤维素价格明显低于甲基纤维素。1.2淀粉醚一般用于砂浆中的淀粉醚是由一些多糖类的天然聚合物经改性而成。如马铃薯、玉米、木薯、瓜耳豆等经过改性而成各种变性淀粉醚。砂浆中常用的淀粉醚是羟丙基淀粉醚、羟甲基淀粉醚等。（1）变性淀粉一般由马铃薯

44、、玉米、木薯等改性而成的淀粉醚保水性明显低于纤维素醚。（2）瓜耳胶醚瓜耳胶醚是由天然瓜耳豆经改性而成的一种性能较为特殊的淀粉醚。1)与纤维素醚相比，瓜耳胶醚更容易溶于水。PH对瓜耳胶醚的性能基本上没有影响。2)在低粘度、少掺量的条件下，瓜耳胶可以等量取代纤维素醚，而具有相近的保水性。但稠度、抗垂挂性、触变性等明显改善。3)在高粘度、大掺量条件下，瓜耳胶不能代替纤维素醚，二者混合使用会产生更优异的性能。4)瓜耳胶应用于石膏基砂浆中可明显降低施工时的粘着性，使施工更滑爽。5)瓜耳胶应用于水泥基砌筑和抹灰砂浆中可等量替代纤维素醚，并赋予砂浆更好的抗垂挂性、触变性和施工的滑爽性。6)在保水剂高粘度、高

45、掺量的砂浆中，瓜耳胶与纤维素醚一起作用，会取得优异的使用效果。7)瓜耳胶还可用于瓷砖粘结剂、地面自流平剂、耐水腻子、墙体保温用聚合物砂浆等产品中。8)由于瓜耳胶价格明显低于纤维素醚，砂浆中使用瓜耳胶会带来产品配方成本的明显降低。1.3改性矿物保水稠化剂用于配制保水稠化剂的主要矿物有：海泡石、膨润土、蒙脱石、高岭土等，这些矿物通过偶联剂等改性处理而具有一定的保水增稠性能。 (1)可明显改善普通砂浆性能，解决了水泥砂浆操作性差，混合砂浆强度低，耐水性差的问题。(2)可配制出用于一般工业与民用建筑不同强度等级的砂浆产品。(3)材料成本低(4)保水性低于有机保水剂，所配制砂浆的干燥收缩值较大，粘结性降

46、低.1.4纤维素醚的检验方法（1）纤维素醚物理性能项目1）灰份 灰份的高低反映维素醚在合成过程中对杂质的洗出程度，灰份含量高表明维素醚的有效成分含量高，反之则有效成分含量低。2）含水量 含水量的高低反映维素醚在生产过程中的干燥程度，水分含量高单位重量的维素醚有效成分含量低，反之则有效成分含量高。3）离子稳定性 由于建筑干混砂浆中含有大量的各种离子，不同的纤维素醚产品对这些离子表现出不一样的稳定性，如钙离子、镁离子、钾离子、钠离子等。4）粘度 粘度是体现纤维素醚性能的一项主要指标，纤维素醚产品的型号主要以粘度来区分。粘度也是不同干混砂浆产品使用不同纤维素醚型号的主要依据。5）高温粘度一些纤维素醚

47、的粘度会因为温度的升高而下降，干混砂浆产品在夏天应用会遇到高温天气，若纤维素醚粘度明显下降会严重影响干混砂浆产品的使用性能。（2）掺加纤维素醚干混砂浆性能项目1）保水率 纤维素醚对干混砂浆主要的性能改善是提高了保水率，保水率的高低直接影响干混砂浆的施工性能。因此，规定标准砂浆中固定纤维素醚加量的最低保水率值是必要的。2）可操作时间 可操作时间是保证干混砂浆加水拌和后具有足够好的施工性能和物理力学性能不降低的时间。不同的纤维素醚对干混砂浆的可操作时间影响不同。规定足够长的可操作时间对干混砂浆的使用非常重要。3）凝结时间 一般纤维素醚对干混砂浆的凝结时间都有缓凝作用。终凝时间过长会影响干混砂浆的使

48、用性能。因此，规定终凝时间，限制可再分散乳胶粉对干混砂浆的缓凝作用，对保证干混砂浆产品的应用非常重要。4）含气量 含气量的多少会影响砂浆的强度、吸水量、冻融性，不同的纤维素醚对品种对干混砂浆的引气量不同。因此，测定加入纤维素醚对的砂浆的含气量对干混砂浆产品性能非常重要。5）抗压强度 纤维素醚的加入会降低干混砂浆产品的抗压强度，规定在基准砂浆中掺入一定量的纤维素醚后抗压强度与基准砂浆抗压强度的最小比值是必要的。2.可再分散型聚合物胶粉可再分散胶粉由特制聚合物乳液经过喷雾干燥加工而成。这些颗粒可溶于水，并形成比原来乳液颗粒略大的稳定分散液。这种可再分散胶粉分散后的乳液失水干燥后会成膜。这种膜和一般

49、乳液成膜一样不可逆的，遇水不会再分散成为分散液。2.1可再分散型聚合物胶粉生产生产可再分散胶粉主要分为两个步骤：第一步是通过乳液聚合生产聚合物乳液，第二步是将由聚合物乳液制备的混合物进行喷雾干燥获得聚合物粉末。可再分散胶粉的生产过程示意简图如图2所示可再分散胶粉可分为：苯乙烯一丁二烯共聚物、叔碳酸乙烯共聚物、乙烯一醋酸乙酸共聚物等，并以此为基础接枝有机硅、月桂酸乙烯等以改善性能。在柔韧性方面，叔碳酸乙烯共聚物的柔韧性最好。苯乙烯丁二烯共聚物次之，乙烯醋酸乙烯共聚物在其后。图3乳胶的成膜过程图4可再分散胶粉在聚合物改性砂浆中的成膜过程示意图 2.3可再分散胶粉的检验与纤维素醚一样，目前可再分散乳

50、胶粉也没有任何检验标准可以作为检验依据，这里仅就笔者在实际工作中的检验体会归纳如下，仅供参考。（1）可再分散乳胶粉物理性能项目1）灰份：灰份的高低反映胶粉中填料量、抗结硬剂含量或其他成分含量的多少。限制灰份的最大含量，可以保证乳胶粉有效成份的含量。2）固含量：规定最小固体粉含量，可以限制乳胶粉中挥发物含量、水分含量，保证乳胶粉有效成份的含量。3）最低成膜温度：最低成膜温度是表示可再分散乳胶粉在水中成为乳液后重新成膜所必须的最低温度。在标准实验室条件下（温度202C，湿度505%），不同成膜温度可再分散乳胶粉对干混砂浆的性能改善可能是相近的，但在实际使用环境温度较低的情况下，对砂浆性能的改善是完

51、全不同的。4）玻璃化温度 ：玻璃化温度是表示可再分散乳胶粉重新成膜后由弹性体转变成玻璃体的转变温度。（2）掺加可再分散乳胶粉干混砂浆性能项目1）需水量比：需水量的大小会显著影响干混砂浆的性能，可再分散乳胶粉的加入会使干混砂浆标准稠度需水量增加，不同的可再分散乳胶粉对干混砂浆标准稠度需水量的影响不同。2）可操作时间：可操作时间是保证干混砂浆加水拌和后具有足够好的施工性能和物理力学性能不降低的时间。3）凝结时间：一般可再分散乳胶粉对干混砂浆的凝结时间都有缓凝作用。终凝时间过长会影响干混砂浆的使用性能。4）含气量：含气量的多少会影响砂浆的强度、吸水量、冻融性，不同的可再分散乳胶粉品种对干混砂浆的引气

52、量不同。因此，测定加入乳胶粉的砂浆的含气量对干混砂浆产品性能非常重要。5）压折比：压折比是在基准砂浆中掺入一定量的可再分散乳胶粉后，抗压强度与抗折强度的比值，是反映乳胶粉对干混砂浆韧性的改善程度的重要指标。6）粘结强度:粘结强度是可再分散乳胶粉对干混砂浆性能改善的最重要指标之一。3.纤维材料3.1木纤维木纤维是以植物为主要原料，采用一系列技术加工而成，其性能不同于纤维素醚。主要性能如下：1）不溶于水和溶剂，也不溶于弱酸和弱碱溶液2）应用于砂浆中，在静止状态下会搭接成三维立体结构，增加砂浆触变性和抗垂性，改善施工性。3）由于木纤维所具有的三维立体结构，在所拌砂浆中具有“锁水”性能，砂浆中水份不会

53、轻易被吸收或移走。但其不具有纤维素醚的高保水性。4）木纤维所具有的良好毛细管效应，在砂浆中具有“导水”功能，使砂浆表面和内部水份含量趋于一致，从而减少因不均匀收缩而产生的裂缝。5）木纤维能减小砂浆硬化体的变形应力，减轻砂浆收缩开裂的发生。6）木纤维在砂浆中长期性能变化规律，尚不清楚。3.2聚丙烯纤维聚丙烯纤维是以聚丙烯为原料加适入适量改性剂制成。纤维直径一般为40微米左右，抗拉强度300-400mpa，弹性模量3500mpa，极限延伸率15-18%,其性能特点如下：1）聚丙烯纤维在砂浆中呈均匀三维乱向分布，形成网络加强体系。若砂浆中掺入1kg重的聚丙烯纤维，则可得到3000万根以上的单丝纤维。

54、2）砂浆中加入聚丙烯纤维，可以有效减少砂浆在塑性状态的收缩裂缝。不论这些裂缝是可见的还是不可见的。并能明显减少砂浆的表面泌水与集料沉降。3）对于砂浆硬化体，聚丙烯纤维可以显著降低变形裂缝的数量。即当砂浆硬化体因变形产生应力时能够抵抗和传递应力，当砂浆硬化体产生裂缝时，能够钝化裂缝尖端的应力集中，约束裂缝扩展。4）聚丙烯纤维在砂浆生产中的高效分散，会成为一个难题。混合设备、纤维品种与掺量，砂浆配比以及其工艺参数都将成为影响分散性的重要因素。4 塑化减水剂塑化减水剂是水泥混凝土中用量最大的外加剂。几乎所有的减水剂都是由表面活性物质组成，减水剂的性能由其所采用的表面活性物质的分子结构与水泥颗粒之间产

55、生的界面作用决定。4.1木质素减水剂木质素减水剂一般减水率为10-15%，掺量为0.2-0.3%。对水泥有缓凝作用，若掺量过大会引起水泥不凝固，对水泥砂浆少量有引气作用。木质素减水剂掺量小，价格低，适用于减水率要求低的砂浆。与高效减水剂配合使用会取得更好的效果。4.2萘系减水剂萘系减水剂是采用工业萘、甲醛和浓硫酸和液碱为主要原料在一定反应条件下制备而成，主要成份为萘磺酸甲醛缩合物。通常以液态或粉状形成作为最终产品，是目前应用量最大的减水剂之一。粉状产品掺量一般为水泥重量0.5-1.0%，减水率可达20%左右。砂浆中掺入该减水剂可明显提高强度，对凝结时间略有延长，并能改善水泥及其他外加剂在砂浆中分散性，明显提高砂浆的施工性。通过减