土木工程材料BuildingandConstructionMaterial

1、土木工程材料BuildingandConstructionMaterial6 6 建筑砂浆建筑砂浆 建筑砂浆概述建筑砂浆概述 砌筑砂浆砌筑砂浆 抹面砂浆抹面砂浆 建筑砂浆的发展方向建筑砂浆的发展方向砂浆（砂浆（MortarMortar） 由胶凝材料（由胶凝材料（cementitious materialcementitious material）、细集料、）、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。中用途广

2、泛，而且用量也相当大。6.1 6.1 建筑砂浆概述建筑砂浆概述 我国古代用糯米饭拌以桐油石灰来粘合砖块我国古代用糯米饭拌以桐油石灰来粘合砖块, ,这种粘合剂这种粘合剂的强度甚至超过现代的水泥砂浆。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古罗马人掌握了用石灰岩制造水泥砂浆, ,用作连接和固定用作连接和固定砖石的技术。砖石的技术。 建筑砂浆的历史建筑砂浆的历史砂浆砂浆细骨料混凝土细骨料混凝土胶结砖、石或砌块，构成砌体；胶结砖、石或砌块，构成砌体；镶贴花岗岩、大理石、水磨石、贴

3、面砖、瓷砖、马赛镶贴花岗岩、大理石、水磨石、贴面砖、瓷砖、马赛克；克；填充砖墙勾缝和大型墙板的接缝；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。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、粘结功能为主：砌筑砂浆、墙地砖粘结砂浆、 锚固砂浆；锚固砂浆； 表面处理为主：抹面砂浆、装饰砂浆；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、绝热防护作用为主：防水砂浆、耐磨砂浆、绝热 砂浆、吸声砂浆等；砂浆、吸声砂浆等； 修补功能为主：修补砂浆（如环氧砂浆修补修补功能为主：修补砂浆（如环氧砂浆修补 机场跑道等）。机场跑道等）。砂浆类型

4、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）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；起来，形成一体，构成强度； 而而“建筑砂浆建筑砂浆”是用砂浆把砖、石、砌块、墙、地面、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。与之接触的材料一并进行考虑。掺合料掺合料外加剂外加剂细骨料细骨料胶凝材料胶凝材料普通砂、轻细骨料普通砂、轻细骨料减水剂、早强剂、促凝剂等减水剂、早强剂、促凝剂等粉煤灰、硅灰、矿渣粉煤灰、硅灰、矿渣气硬性、水硬性、气硬性、水硬性、

5、有机、混合有机、混合6.2 6.2 砌筑砂浆：组成材料砌筑砂浆：组成材料 新拌砂浆的和易性；新拌砂浆的和易性； 流动性、保水性流动性、保水性 硬化砂浆的强度和强度等级；硬化砂浆的强度和强度等级； 砂浆粘结力、变形性能、凝结时间和耐久性砂浆粘结力、变形性能、凝结时间和耐久性水泥净浆水泥净浆标准稠度用水量标准稠度用水量混凝土混凝土坍落度、维勃稠度坍落度、维勃稠度砂浆砂浆沉入度沉入度砂浆稠度测定仪示意图砂浆稠度测定仪示意图齿条测杆齿条测杆指针指针刻度盘刻度盘滑杆滑杆固定螺丝固定螺丝固锥体固锥体固锥筒固锥筒新拌砂浆的流动性新拌砂浆的流动性砌体种类砌体种类干燥气候或干燥气候或多孔吸水材多孔吸水材料料寒冷

6、气候寒冷气候或密实材或密实材料料砖砌体砖砌体80-10080-10060-8060-80普通毛砌体普通毛砌体60-7060-7040-5040-50振捣毛砌体振捣毛砌体20-3020-3010-2010-20炉渣混凝土炉渣混凝土砌体砌体70-9070-9050-7050-70抹灰工程抹灰工程 机械施工机械施工 手工操作手工操作准备层准备层80-9080-90110-120110-120底层底层70-8070-8070-8070-80面层面层70-8070-8090-10090-100灰浆面层灰浆面层- -90-12090-120砂浆流动性参考表砂浆流动性参考表( (沉入度沉入度mm)mm)摘自

7、摘自砌体工程施工及验收规范砌体工程施工及验收规范GB50203-98GB50203-98先测沉入度（先测沉入度（L L1 1）；）；装入分层度测定仪静置装入分层度测定仪静置30min30min，去掉上层去掉上层200mm200mm厚砂浆，再测沉厚砂浆，再测沉入度（入度（L L2 2）；）；分层度分层度= L= L1 1- L- L2 2150mm150mm100 200100 200无底圆筒无底圆筒有底圆筒有底圆筒连接螺栓连接螺栓砂浆分层度筒示意图砂浆分层度筒示意图砂浆的保水性砂浆的保水性用分层度表示用分层度表示 保水性好的砂浆分层度小，分层度一般以保水性好的砂浆分层度小，分层度一般以10-2

8、0mm10-20mm为为宜。水泥砂浆的分层度一般不超过宜。水泥砂浆的分层度一般不超过30mm30mm，水泥混合砂浆，水泥混合砂浆不宜超过不宜超过20mm20mm。 掺入可塑性混合材料（石灰膏、粘土膏）的砂浆，其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保水性都很好。掺入量较大后可以得到0 0分层度的砂浆，分层度的砂浆，但其硬化收缩强烈，硬化后易发生干缩裂缝。但其硬化收缩强烈，硬化后易发生干缩裂缝。骨料的内摩擦力骨料的内摩擦力水泥浆的稠度水泥浆的稠度外因外因内因内因水灰比水灰比细骨料形状、级配、细度细骨料形状、级配、细度模数、浆骨比（水泥净浆模数、浆骨比（水

9、泥净浆层厚度）层厚度）搅拌时间、温度等搅拌时间、温度等影响新拌砂浆和易性的因素影响新拌砂浆和易性的因素 普通混凝土：普通混凝土：150150150150150mm150mm， 、C10C10、C15C15、C20C20、C25C25、C30C30、C35C35、C40C40、C45C45、C50C50、C55C55、C60C60； 砂浆：砂浆：70.770.770.770.770.7mm 70.7mm ， 、M5M5、M10M10、M15M15、M20M20 养护条件：养护条件：202022 相对湿度相对湿度90%90%以上（混合砂浆以上（混合砂浆60-80%60-80%）95%95%强度保强

10、度保证率证率硬化砂浆的强度和强度等级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：底面吸收，砂浆中保留的水分是固定的：f fmumu=f=fceceQQc cA/1000 + BA/1000 + B（对于水泥混合砂浆：，）（对于水泥混合砂浆：，）砂浆强度经验公式砂浆强度经验公式 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。（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，

11、粘结力也大；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，则粘结越基底材料是润湿的、粗糙的、表面清洁的，则粘结越好；好； 砂浆粘结力还与养护条件有关。砂浆粘结力还与养护条件有关。砂浆粘结力砂浆粘结力 要求要求 强度、耐久性要求；强度、耐久性要求； 和易性要求；和易性要求； 技术经济合理。技术经济合理。 配合比设计过程配合比设计过程 初步配合比的计算；初步配合比的计算； 沉入度、分层度及强度检验；沉入度、分层度及强度检验； 水分校正。水分校正。 计算砂浆的配制强度；计算砂浆的配制强度； 计算每计算每m m3 3砂浆中的水泥用量砂浆中的水泥用量Q QC C(kg/m(kg/

12、m3 3) )； 若为水泥混合砂浆，计算掺合料用量若为水泥混合砂浆，计算掺合料用量Q QD D(kg/m(kg/m3 3) )； 确定砂用量确定砂用量Q QS S(kg/m(kg/m3 3) )； 确定水用量确定水用量Q QW W(kg/m(kg/m3 3) )。砂浆的初步配合比的计算砂浆的初步配合比的计算砂浆试配强度砂浆试配强度: f: fm,om,o=f=fm,km,k-t-t f fm,km,k为砂浆强度设计标准值。对于砂浆为砂浆强度设计标准值。对于砂浆f fm,km,k值未知，只知值未知，只知砂浆设计强度砂浆设计强度f f2 2( (砂浆抗压强度平均值砂浆抗压强度平均值) )，即：，即

13、：f f2 2=f=fm,km,k+ + 故有：故有： f fm,om,o=f=f2 2-(1+t)-(1+t) 当当P=95%P=95%，得到：，得到：f fm,om,o= f= f2 2 计算砂浆的配制强度计算砂浆的配制强度施工水平施工水平M2.5M2.5M5M5M7.5M7.5M10M10M15M15M20M20优良优良0.500.501.001.001.501.502.002.003.003.004.004.00一般一般0.620.621.251.251.881.882.502.503.753.755.005.00较差较差0.750.751.501.502.252.253.003.00

14、4.504.506.006.00无统计数据时按下表取值：无统计数据时按下表取值：砂浆强度标准差砂浆强度标准差 取值取值 对于水泥混合砂浆：对于水泥混合砂浆： Q QC C= =对于水泥砂浆，对于水泥砂浆，Q QC C值按下表选用：值按下表选用：1000(f1000(fm,om,o+15.09)+15.09)3.03f3.03fceceM2.5-M5M7.5-M10M15M20200-230230-280280-340340-400每每m m3 3砂浆中的水泥用量砂浆中的水泥用量Q QC C(kg/m(kg/m3 3) )Q QD D = Q= QA A Q QC C其中水泥与掺合料总量其中水泥

15、与掺合料总量Q QA A在在300-350 kg/m300-350 kg/m3 3之间之间石灰膏使用时的稠度为石灰膏使用时的稠度为120120士士5 5；对于不同稠度的石灰膏，；对于不同稠度的石灰膏，可按表进行换算。可按表进行换算。计算掺合料用量计算掺合料用量Q QD D(kg/m(kg/m3 3) )石灰膏稠石灰膏稠度度（mmmm）1201201101101001009090808070706060505040403030换算系数换算系数1.01.00 00.90.99 90.90.97 70.90.95 50.90.93 30.90.92 20.90.90 00.80.88 80.80.8

16、6 60.80.85 5设干燥砂的堆积密度为设干燥砂的堆积密度为 s s(kg/m(kg/m3 3) )，则每，则每m m3 3砂浆用量为：砂浆用量为：Q QS S=1=1 s s确定砂用量确定砂用量Q QS S(kg/m(kg/m3 3) ) 用水量对砂浆强度的影响不大，根据施工要求确定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：稠度或用水量，也可以按下表选用：混合砂浆混合砂浆水泥砂浆水泥砂浆240-310240-310270-330270-330确定水用量确定水用量Q QW W(kg/m(kg/m3 3) ) 【例例】某工程用砌砖砂浆设计强度等级为某工程用砌

17、砖砂浆设计强度等级为 1010、要求稠度为、要求稠度为8010080100的水泥石灰砂浆，现有砌筑水泥的强度为，细集料的水泥石灰砂浆，现有砌筑水泥的强度为，细集料为堆积密度为堆积密度1450kg1450kgm m3 3的中砂，含水率为的中砂，含水率为2%2%，已有石灰膏的稠，已有石灰膏的稠度为度为100mm100mm；施工水平一般。计算此砂浆的配合比。；施工水平一般。计算此砂浆的配合比。解解: : 施工水平一般的施工水平一般的M10M10砂浆的标准差砂浆的标准差=2.5 MPa=2.5 MPa， 则此砂浆的试配强度为则此砂浆的试配强度为 f fm m，0 0=f=f2 2 + 0.645=10

18、+0.645 + 0.645=10+0.6452.5=11.6 MPa2.5=11.6 MPa计算水泥用量，由计算水泥用量，由 ，B=B=15.0915.09Q Qc c = 1000 = 1000（）（）/ 3.03/ 3.0332.5 = 271 kg/m32.5 = 271 kg/m3 3计算石灰膏用量，计算石灰膏用量，Q QA A= 330 kg= 330 kg，D D一一Q Qc c = 59 kg/m = 59 kg/m3 3查表得查表得: :稠度为稠度为100mm100mm石灰膏换算为石灰膏换算为120mm120mm时需乘以，则应掺加时需乘以，则应掺加石灰膏量为石灰膏量为5959

19、 0.97 = 57 kg/m 0.97 = 57 kg/m3 3 砂用量为砂用量为Q Qs s= 1= 10 0干干= 1450 = 1450 （）（）= 1479 kg/m= 1479 kg/m3 3选择用水量为选择用水量为 300 kg/m300 kg/m3 3 则砂浆的设计配比为：则砂浆的设计配比为：水泥：石灰膏：砂：水水泥：石灰膏：砂：水=271=271：5757：14791479：300300该砂浆的设计配比亦可表示为：该砂浆的设计配比亦可表示为：水泥：石灰膏：砂水泥：石灰膏：砂= 1= 1：用水量为用水量为 300 kg/m300 kg/m3 3 用于砌筑砖砌体的砂浆，砂子的最大

20、粒径不得大于。用于砌筑砖砌体的砂浆，砂子的最大粒径不得大于。 砂子中含有少量泥，可改善砂浆的粘聚性和保水性，对于砂子中含有少量泥，可改善砂浆的粘聚性和保水性，对于强度等级以上的砌筑砂浆砂含泥量应小于强度等级以上的砌筑砂浆砂含泥量应小于5%5%；强度等级为；强度等级为的砌筑砂浆砂含泥量应小于的砌筑砂浆砂含泥量应小于10%10%。需要说明的问题需要说明的问题 强度试块制作与实际应用的差别；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。试件设计是不吸水，而实际砌筑砂浆却是双面吸水。 试块养护试块养护202033，相对湿度，相对湿度90%90%以上（混合砂浆为以上（混合

21、砂浆为60-60-80%80%），条件要求很严，而实际砂浆应用时，一旦上墙就任），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。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，试块尺寸为一立方体，而实际砌体中的砂强度试验，试块尺寸为一立方体，而实际砌体中的砂浆是一扁平体。前者厚度，后者厚度为浆是一扁平体。前者厚度，后者厚度为10102mm2mm明显不一明显不一样。因而试块强度并不代表真实强度。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

22、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。与接触材料的结合强度，是不严密的。6.2 6.2 砌筑砂浆：强度评价问题砌筑砂浆：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，长期使用不开裂成均匀平整的薄层，长期使用不开裂 按功能分类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、施工要求高防水砂浆

23、：刚性防水、施工要求高装饰砂浆：装饰工艺装饰砂浆：装饰工艺6.3 6.3 抹面砂浆抹面砂浆6.4 6.4 建筑砂浆的发展方向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；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；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。高性能砂浆的开发与应用。 预拌砂

24、浆是指水泥、砂、保水增稠材料、粉煤灰、水和外加预拌砂浆是指水泥、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，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。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

25、一种颗粒状或粉状混合物，它既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。运到工地拆包加水拌和使用。商品砂浆简介商品砂浆简介耐久性耐久性经济性经济性和易性和易性外加剂外加剂掺合料掺合料高性能砂浆高性能砂浆(High Performance Mortar)(High Performance Mortar)1 1、砂浆是由、砂浆是由_、 _、 _、有时也加入适量掺合、有时也加入适量掺合料和外加剂混合，在建筑工程中起料和外加剂混合，在建筑工程中起_、 _、 作用作用

26、的建筑工程材料，又称为的建筑工程材料，又称为_的混凝土。的混凝土。 胶凝材料、细集料、水胶凝材料、细集料、水 粘结、铺垫、传递应力粘结、铺垫、传递应力 无骨料无骨料2 2、抹灰砂浆中掺入麻刀等纤维材料是为了什么、抹灰砂浆中掺入麻刀等纤维材料是为了什么? ? 减少收缩开裂减少收缩开裂 答案答案答案答案3 3、砂浆的和易性包括、砂浆的和易性包括_和和_两方面的两方面的内容。内容。 流动性、保水性流动性、保水性 4 4、在低强度等级的砂浆中，使用石灰的主要目地和作用、在低强度等级的砂浆中，使用石灰的主要目地和作用是是_。 节约水泥，改善和易性节约水泥，改善和易性 答案答案答案答案5 5、砌砖用的砂浆

27、的强度主要取决于、砌砖用的砂浆的强度主要取决于_和和_。 水泥强度、水泥用量水泥强度、水泥用量 6 6、新拌砂浆的稠度用、新拌砂浆的稠度用_测定，以测定，以_来表来表示。示。 砂浆稠度测定仪、稠度值或沉入度砂浆稠度测定仪、稠度值或沉入度 答案答案答案答案7 7、新拌砂浆的保水性以、新拌砂浆的保水性以_测定，以测定，以_表示。表示。 砂分层度测定仪、分层度砂分层度测定仪、分层度 8 8、基层不吸水时，由强度计算公式，、基层不吸水时，由强度计算公式，f f2828= =A Af fc c( (C/WC/WB B) )知，砌筑砂浆的强度主要取决于知，砌筑砂浆的强度主要取决于_、_。 水泥强度、灰水比或水灰比水泥强度、灰水比或水灰比 答案答案答案答案9 9、砌筑开口多孔制品的砂浆、砌筑开口多孔制品的砂浆,