土木工程材料(第9章 建筑砂浆)

1、朱朱 凯凯( (上海应用技术学院上海应用技术学院 城建学院城建学院) )第九章第九章 建筑砂浆建筑砂浆l砂浆是由胶结料、细骨料、掺加料和水按照砂浆是由胶结料、细骨料、掺加料和水按照适当比例配制而成的建筑材料。主要用于砌适当比例配制而成的建筑材料。主要用于砌筑、抹面、修补和装饰工程中。筑、抹面、修补和装饰工程中。l按胶凝材料可分水泥砂浆水泥混合砂浆、石按胶凝材料可分水泥砂浆水泥混合砂浆、石灰砂浆、石膏砂浆、聚合物水泥砂浆等。灰砂浆、石膏砂浆、聚合物水泥砂浆等。l按用途可分为砌筑砂浆、抹面砂浆、装饰砂按用途可分为砌筑砂浆、抹面砂浆、装饰砂浆及特种砂浆等。浆及特种砂浆等。l按生产砂浆方式分为现场搅拌

2、和工厂预拌砂按生产砂浆方式分为现场搅拌和工厂预拌砂浆两种。浆两种。 l9.1 砌筑砂浆砌筑砂浆 将砖、石、砌块等粘结成为砌体的砂浆称为砌筑将砖、石、砌块等粘结成为砌体的砂浆称为砌筑砂浆。砌筑砂浆起着胶结块材和传递荷载的作用，砂浆。砌筑砂浆起着胶结块材和传递荷载的作用，是砌体的重要组成部分。是砌体的重要组成部分。一一 砌筑砂浆的组成材料砌筑砂浆的组成材料1. 1. 胶结料及掺加料胶结料及掺加料 砌筑砂浆常用的胶凝材料有水泥、石灰膏、砌筑砂浆常用的胶凝材料有水泥、石灰膏、建筑石膏等。建筑石膏等。 砌筑砂浆用水泥的强度等级应根据设计要求砌筑砂浆用水泥的强度等级应根据设计要求进行选择。水泥砂浆采用的水

3、泥，其强度等级不进行选择。水泥砂浆采用的水泥，其强度等级不宜大于宜大于32.532.5级；水泥混合砂浆采用的水泥，其强级；水泥混合砂浆采用的水泥，其强度等级不宜大于度等级不宜大于42.542.5级。级。为改善砂浆和易性，降低水泥用量，往往在水泥砂浆为改善砂浆和易性，降低水泥用量，往往在水泥砂浆中掺入部分石灰膏、粘土膏或粉煤灰等，这样配制的中掺入部分石灰膏、粘土膏或粉煤灰等，这样配制的砂浆称水泥混合砂浆。这些材料不得含有影响砂浆性砂浆称水泥混合砂浆。这些材料不得含有影响砂浆性能的有害物质，含有颗粒或结块时应用的方孔能的有害物质，含有颗粒或结块时应用的方孔筛过滤。消石灰粉不得直接用于砌筑砂浆中。筛

4、过滤。消石灰粉不得直接用于砌筑砂浆中。2. 2. 细集料细集料砌筑砂浆用砂宜选用中砂，其中毛石砌体宜选用粗砂。砌筑砂浆用砂宜选用中砂，其中毛石砌体宜选用粗砂。砂的含泥量不应超过。强度等级为砂的含泥量不应超过。强度等级为2.52.5的水泥的水泥混合砂浆，砂的含泥量不应超过。混合砂浆，砂的含泥量不应超过。3. 3. 对外加剂的要求对外加剂的要求 与混凝土中掺加外加剂一样，为改善砂浆的某些与混凝土中掺加外加剂一样，为改善砂浆的某些性能，也可加入塑化、早强、防冻、缓凝等作用的外性能，也可加入塑化、早强、防冻、缓凝等作用的外加剂。一般应使用无机外加剂，其品种和掺量应经试加剂。一般应使用无机外加剂，其品种

5、和掺量应经试验确定。验确定。4. 4. 砂浆用水的要求与混凝土的要求相同砂浆用水的要求与混凝土的要求相同二二 砌筑砂浆的技术性质砌筑砂浆的技术性质1. 1. 新拌砂浆的和易性新拌砂浆的和易性1)1)砂浆的流动性砂浆的流动性表示砂浆在自重或外力作用下流动的性能称为砂表示砂浆在自重或外力作用下流动的性能称为砂浆的流动性，也叫稠度。表示砂浆流动性大小的浆的流动性，也叫稠度。表示砂浆流动性大小的指标是指标是沉入度沉入度，它是以砂浆稠度仪测定的，其单，它是以砂浆稠度仪测定的，其单位为。工程中对砂浆稠度选择的依据是砌体位为。工程中对砂浆稠度选择的依据是砌体类型和施工气候条件，可参考表类型和施工气候条件，可

6、参考表5 51 1选用（选用（砌砌体工程施工及验收规范体工程施工及验收规范（GB51203-1998)GB51203-1998)。影响砂浆流动性的因素有：砂浆的用水量、胶凝影响砂浆流动性的因素有：砂浆的用水量、胶凝材料的种类和用量、集料的粒形和级配、外加剂材料的种类和用量、集料的粒形和级配、外加剂的性质和掺量、拌和的均匀程度等。的性质和掺量、拌和的均匀程度等。砂浆稠度测定仪砂浆稠度测定仪l2 2）砂浆的保水性）砂浆的保水性 搅拌好的砂浆在运输、停放和使搅拌好的砂浆在运输、停放和使用过程中，阻止水分与固体料之间、用过程中，阻止水分与固体料之间、细浆体与集料之间相互分离，保持水细浆体与集料之间相互

7、分离，保持水分的能力为砂浆的保水性。分的能力为砂浆的保水性。 加入适量加入适量的微沫剂或塑化剂，能明显改善砂浆的微沫剂或塑化剂，能明显改善砂浆的保水性和流动性。的保水性和流动性。l砂浆的保水性以分层度（）表示。砂浆的保水性以分层度（）表示。3) 凝结时间凝结时间 建筑砂浆凝结时间，以贯入阻力达到建筑砂浆凝结时间，以贯入阻力达到0.5a为评定依据。水泥砂浆不宜超过为评定依据。水泥砂浆不宜超过，水泥混合砂浆不宜超过，水泥混合砂浆不宜超过10，加入外加，加入外加剂后应满足设计和施工的要求。剂后应满足设计和施工的要求。11l4) 粘结力粘结力 砌筑砂浆必须有足够的粘结力，才能砌筑砂浆必须有足够的粘结力

8、，才能将砖石粘结为坚固的整体，砂浆粘结力的将砖石粘结为坚固的整体，砂浆粘结力的大小，将影响砌体的抗剪强度、耐久性、大小，将影响砌体的抗剪强度、耐久性、稳定性及抗振能力。通常粘结力随砂浆抗稳定性及抗振能力。通常粘结力随砂浆抗压强度的提高而增大。砂浆粘结力还与砌压强度的提高而增大。砂浆粘结力还与砌筑材料的表面状态、润湿程度、养护条件筑材料的表面状态、润湿程度、养护条件等有关。等有关。l5) 变形性、抗冻性变形性、抗冻性 大于大于M5M512l6) 强度与强度等级强度与强度等级 砂浆以抗压强度作为其强度指标。标砂浆以抗压强度作为其强度指标。标准试件尺寸为准试件尺寸为70.770.7立方体试件一组立方

9、体试件一组 块，标养至块，标养至 2828，测定其抗压强度平均，测定其抗压强度平均值（值（MPaMPa）。砌筑砂浆按抗压强度划分为）。砌筑砂浆按抗压强度划分为 2020、1515、7.57.5、5.05.0、2.52.5等六等六个强度等级。砂浆的强度除受砂浆本身的个强度等级。砂浆的强度除受砂浆本身的组成材料及配比影响外，还与基层的吸水组成材料及配比影响外，还与基层的吸水性能有关。性能有关。13l对于水泥砂浆，可采用下列强度公式估算：对于水泥砂浆，可采用下列强度公式估算：（）（） 不吸水基层（如致密石材）这时影不吸水基层（如致密石材）这时影响砂浆强度的主要因素与混凝土基本相同，响砂浆强度的主要因

10、素与混凝土基本相同，即主要决定于水泥强度和水灰比。计算公式即主要决定于水泥强度和水灰比。计算公式如下：如下：l式中式中 f fm m砂浆砂浆2828抗压强度（抗压强度（MPaMPa）；）； cece水泥的实测强度（水泥的实测强度（MPaMPa）；）； C/WC/W灰水比。灰水比。14l（）（） 吸水基层（如粘土砖及其他多孔材料）这吸水基层（如粘土砖及其他多孔材料）这时由于基层能吸水，当其吸水后，砂浆中保留水分时由于基层能吸水，当其吸水后，砂浆中保留水分的多少取决于其本身的保水性，而与水灰比关系不的多少取决于其本身的保水性，而与水灰比关系不大。因而，此时砂浆强度主要决定于水泥强度及水大。因而，此

11、时砂浆强度主要决定于水泥强度及水泥用量。计算公式如下：泥用量。计算公式如下：式中式中 c c每立方米砂浆中水泥用量（）每立方米砂浆中水泥用量（） 、砂浆的特征系数，砂浆的特征系数， A=3.03A=3.03，B=B=15.09 15.09 各地区也可用本地区试验资料确定、值，统计各地区也可用本地区试验资料确定、值，统计用的试验组数不得少于用的试验组数不得少于3030组。组。BQAffccem1000/ 15三三 砌筑砂浆的配合比设计砌筑砂浆的配合比设计l （JGJ/T98-96)JGJ/T98-96) 砌筑砂浆的配合比应满足施工和易性（稠砌筑砂浆的配合比应满足施工和易性（稠度）的要求，保证设计

12、强度，还应尽可能节约度）的要求，保证设计强度，还应尽可能节约水泥，降低成本。水泥，降低成本。（1 1）水泥混合砂浆的配合比计算）水泥混合砂浆的配合比计算 1.1.砌筑砂浆配制强度（砌筑砂浆配制强度（f fm m，0 0）的确定）的确定 f fm m，0 0=f=f2 2 + 0.645 + 0.645 式中式中f fm m，0 0砂浆的配制强度，精确至砂浆的配制强度，精确至0.1MPa0.1MPa；f f2 2砂浆设计强度等级（即砂浆抗压强度平均砂浆设计强度等级（即砂浆抗压强度平均值（值（MPaMPa）；）；砂浆现场强度标准差，精确至砂浆现场强度标准差，精确至0.01MPa0.01MPa。16

13、l砌筑砂浆现场强度标准差砌筑砂浆现场强度标准差应按下式计应按下式计算：算：l式中式中 f fi i统计周期内同一品种砂浆第统计周期内同一品种砂浆第组试件的强度（组试件的强度（MPaMPa）；）； 统计周期内同一品种砂浆组统计周期内同一品种砂浆组试件强度的平均值（试件强度的平均值（MPaMPa）；）； 统计周期内同一品种砂浆试统计周期内同一品种砂浆试件的总组数，件的总组数，2525。1122nf nfnii f f ff 17l当无近期统计资料时，砂浆现场强度标当无近期统计资料时，砂浆现场强度标准差可参考表。准差可参考表。目录182.2.计算每立方米砂浆中水泥用量计算每立方米砂浆中水泥用量c (

14、kgc (kg) )每立方米砂浆中水泥用量，可按下式计算：每立方米砂浆中水泥用量，可按下式计算：式中式中lc c每立方米砂浆中水泥用量每立方米砂浆中水泥用量, , 精确至精确至1 1; ;f fm m，0 0砂浆的配制强度，精确至砂浆的配制强度，精确至0.1MPa;0.1MPa;、砂浆的特征系数，砂浆的特征系数， A=3.03A=3.03， B=B=15.09;15.09;当水泥砂浆中的计算用量不足当水泥砂浆中的计算用量不足200 kg200 kgm m3 3时时，应按，应按200 kg200 kgm m3 3采用。采用。cemcAfBfQ）（，01000 193.3.按水泥用量计算掺加料用量

15、按水泥用量计算掺加料用量水泥混合砂浆的掺加料用量应按下式计算：水泥混合砂浆的掺加料用量应按下式计算： D D一一Q Qc c式中式中每立方米砂浆的水泥用量，精确至每立方米砂浆的水泥用量，精确至；每立方米砂浆中水泥和掺加料的总量每立方米砂浆中水泥和掺加料的总量，精确至，精确至1 1；宜在；宜在300300350350之间。之间。 D D每立方米砂浆的掺加料用量，精确至每立方米砂浆的掺加料用量，精确至；石灰、粘土膏使用时的稠度为；石灰、粘土膏使用时的稠度为120120士士5 5；l4.4.确定砂用量确定砂用量 Q Qs s（kgkg） Q Qs s= 1= 10 0干干 式中式中 0 0干干砂干燥

16、状态（含水率小于砂干燥状态（含水率小于0.50.5）的堆积密度。）的堆积密度。5. 5. 确定用水量确定用水量 Q Qw w（kgkg3 3） 按砂浆稠度要求，根据经验选定。一按砂浆稠度要求，根据经验选定。一般混合砂浆约为：般混合砂浆约为：260260300 kg300 kg。 水泥砂浆的配合比选用水泥砂浆的配合比选用 按表选用。用水量水泥砂浆约为按表选用。用水量水泥砂浆约为270270330 330 kgkg。21l6.6.试配与调整试配与调整按计算配合比，采用工程实际使用材料进行试拌按计算配合比，采用工程实际使用材料进行试拌，测定其拌合物的稠度和分层度，若不能满足要，测定其拌合物的稠度和分

17、层度，若不能满足要求，则应调整用水量或掺加料，直到符合要求为求，则应调整用水量或掺加料，直到符合要求为止。然后，确定试配时的砂浆基准配合比。试配止。然后，确定试配时的砂浆基准配合比。试配时至少应采用三个不同的配合比，其中一个为基时至少应采用三个不同的配合比，其中一个为基准配合比，另外两个配合比的水泥用量按基准配准配合比，另外两个配合比的水泥用量按基准配合比分别增加及减少，在保证稠度、分层合比分别增加及减少，在保证稠度、分层度合格的条件下，可将用水量或掺加料用量作相度合格的条件下，可将用水量或掺加料用量作相应调整。应调整。对三个不同的配合比，经调整后，应按有关标准对三个不同的配合比，经调整后，应

18、按有关标准的规定成型试件，测定砂浆强度等级，并选定符的规定成型试件，测定砂浆强度等级，并选定符合强度要求的且水泥用量较少的砂浆配合比。合强度要求的且水泥用量较少的砂浆配合比。22l（2 2）砂浆配合比计算实例）砂浆配合比计算实例l例例 某工程用砌砖砂浆设计强度等级为某工程用砌砖砂浆设计强度等级为 1010、要求稠度、要求稠度为为8080100100的水泥石灰砂浆，现有砌筑水泥的强度为的水泥石灰砂浆，现有砌筑水泥的强度为32.5MPa32.5MPa，细集料为堆积密度，细集料为堆积密度1450kg1450kgm m3 3的中砂，含水率的中砂，含水率为为2%2%，已有石灰膏的稠度为，已有石灰膏的稠度

19、为120120士士5mm5mm；施工水平一般。计；施工水平一般。计算此砂浆的配合比。算此砂浆的配合比。解解根据已知条件，施工水平一般的根据已知条件，施工水平一般的M10M10砂浆的标准差砂浆的标准差=2.5 =2.5 MPaMPa，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+0.645 + 0.645=10+0.6452.5=11.6 MPa 2.5=11.6 MPa (1)(1)计算水泥用量计算水泥用量 由由 A=3.03A=3.03，B=B=15.0915.09 Q Qc c = 1000 = 1000（11.6+15.0911.6

20、+15.09）/ 3.03/ 3.0332.5 = 271 32.5 = 271 kg/mkg/m3 3(2)(2)计算石灰膏用量计算石灰膏用量D D Q QA A= 330 = 330 D D一一Q Qc c = 330 = 330271 = 59 kg/m271 = 59 kg/m3 323 (3) (3)砂用量为砂用量为 Q Qs s= 1= 10 0干干= 1450 = 1450 （0.020.02）= = 1479 kg/m1479 kg/m3 3(4)(4)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

21、水泥：石灰膏：砂：水=271=271：5959：14791479：300300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= 1：0.220.22：5.465.46，用水量，用水量为为 300 kg/m300 kg/m3 324l1.砌筑砂浆的检验l（1）原材料的检验l（2）控制砂浆配合比l（3）抽取试块，检验强度l（4）对砂浆进行评定l2.砌筑砂浆的应用l 承重砌体结构25l9.1 其它建筑砂浆其它建筑砂浆l1 1 抹面砂浆抹面砂浆抹面砂浆也称抹灰砂浆，用以涂抹在建筑物或抹面砂浆也称抹灰砂浆，用以涂抹在建筑物或建筑构件的表面，兼有保护基层、满

22、足使用要建筑构件的表面，兼有保护基层、满足使用要求和增加美观的作用。求和增加美观的作用。抹面砂浆的主要组成材料仍是水泥、石灰或石抹面砂浆的主要组成材料仍是水泥、石灰或石膏以及天然砂等，对这些原材料的质量要求同膏以及天然砂等，对这些原材料的质量要求同砌筑砂浆。但根据抹面砂浆的使用特点，对其砌筑砂浆。但根据抹面砂浆的使用特点，对其主要技术要求不是抗压强度，而是和易性及其主要技术要求不是抗压强度，而是和易性及其与基层材料的粘结力。为此，常需多用一些胶与基层材料的粘结力。为此，常需多用一些胶结材料，并加入适量的有机聚合物以增强粘结结材料，并加入适量的有机聚合物以增强粘结力。另外，为减少抹面砂浆因收缩而

23、引起开裂力。另外，为减少抹面砂浆因收缩而引起开裂，常在砂浆中加入一定量纤维材料。，常在砂浆中加入一定量纤维材料。26l工程中配制抹面砂浆和装饰砂浆时，常在工程中配制抹面砂浆和装饰砂浆时，常在水泥砂浆中掺入占水泥质量水泥砂浆中掺入占水泥质量 1010左右的左右的聚乙烯醇缩甲醛胶（俗称胶）或聚聚乙烯醇缩甲醛胶（俗称胶）或聚醋酸乙烯乳液等。醋酸乙烯乳液等。 砂浆常用的纤维增强砂浆常用的纤维增强材料有麻刀、纸筋、稻草、玻璃纤维等。材料有麻刀、纸筋、稻草、玻璃纤维等。常用的抹面砂浆有石灰砂浆、水泥混合砂常用的抹面砂浆有石灰砂浆、水泥混合砂浆、水泥砂浆、麻刀石灰浆（简称麻刀灰浆、水泥砂浆、麻刀石灰浆（简称

24、麻刀灰）、纸筋石灰浆（简称纸筋灰）等。）、纸筋石灰浆（简称纸筋灰）等。27l2 2 装饰砂浆装饰砂浆装饰砂浆是指用作建筑物饰面的砂浆。它是在抹面装饰砂浆是指用作建筑物饰面的砂浆。它是在抹面的同时，经各种加工处理而获得特殊的饰面形式，的同时，经各种加工处理而获得特殊的饰面形式，以满足审美需要的一种表面装饰。以满足审美需要的一种表面装饰。 装饰砂浆饰面可分为两类，即灰浆类饰面和石装饰砂浆饰面可分为两类，即灰浆类饰面和石碴类饰面。碴类饰面。 灰浆类饰面是通过水泥砂浆的着色或水泥砂浆灰浆类饰面是通过水泥砂浆的着色或水泥砂浆表面形态的艺术加工，获得一定色彩、线条、纹理表面形态的艺术加工，获得一定色彩、线

25、条、纹理质感的表面装饰。质感的表面装饰。 石碴类饰面是在水泥砂浆中掺入各种彩色石碴石碴类饰面是在水泥砂浆中掺入各种彩色石碴作骨料，配制成水泥石碴浆抹于墙体基层表面，然作骨料，配制成水泥石碴浆抹于墙体基层表面，然后用水洗、斧剁、水磨等手段除去表面水泥浆皮，后用水洗、斧剁、水磨等手段除去表面水泥浆皮，呈现出石碴颜色及其质感的饰面。呈现出石碴颜色及其质感的饰面。 装饰砂浆所用胶凝材料与普通抹面砂浆基本相装饰砂浆所用胶凝材料与普通抹面砂浆基本相同，只是灰浆类饰面更多地采用白水泥和彩色水泥同，只是灰浆类饰面更多地采用白水泥和彩色水泥。3 3 特殊砂浆特殊砂浆 1 1 ）防水砂浆）防水砂浆用作防水层的砂浆

26、，称为防水砂浆。用防用作防水层的砂浆，称为防水砂浆。用防水砂浆做成的防水层也叫刚性防水层。水砂浆做成的防水层也叫刚性防水层。其施工方法有两种：一种是喷浆法，其施工方法有两种：一种是喷浆法，即利用高压枪将砂浆以即利用高压枪将砂浆以100m/s100m/s的高速喷向的高速喷向建筑物表面，砂浆被高压空气强烈压实后，建筑物表面，砂浆被高压空气强烈压实后，密实度增大，抗渗性好；另一种是人工多密实度增大，抗渗性好；另一种是人工多层抹压法，即将砂浆分几层抹压，以减少层抹压法，即将砂浆分几层抹压，以减少内部毛细连通孔，增大密实性，达到防水内部毛细连通孔，增大密实性，达到防水效果。效果。 2 2 ）保温砂浆）保

27、温砂浆一般用于平屋顶保温层及顶棚、内墙抹灰一般用于平屋顶保温层及顶棚、内墙抹灰等，是以水泥、石灰膏、石膏等胶凝材料等，是以水泥、石灰膏、石膏等胶凝材料与膨胀珍珠岩砂、膨胀蛭石、火山渣或浮与膨胀珍珠岩砂、膨胀蛭石、火山渣或浮石砂、陶砂等轻质多孔骨料按一定比例配石砂、陶砂等轻质多孔骨料按一定比例配制成的砂浆，具有轻质、保温的特性。制成的砂浆，具有轻质、保温的特性。常用的保温砂浆有水泥膨胀珍珠岩砂常用的保温砂浆有水泥膨胀珍珠岩砂浆、水泥膨胀蛭石砂浆、水泥石灰膨胀蛙浆、水泥膨胀蛭石砂浆、水泥石灰膨胀蛙石砂浆等。石砂浆等。 3 3） 吸音砂浆吸音砂浆通常用于有吸音要求的室内墙面和顶棚通常用于有吸音要求的

28、室内墙面和顶棚的抹灰等。例如，用水泥、石膏、砂、的抹灰等。例如，用水泥、石膏、砂、锯末配制成吸音砂浆，或在石灰、石膏锯末配制成吸音砂浆，或在石灰、石膏砂浆中掺入玻璃纤维、矿棉等松软纤维砂浆中掺入玻璃纤维、矿棉等松软纤维材料同样可获得良好的吸声效果。材料同样可获得良好的吸声效果。4） 耐酸砂浆通常用作耐酸地面和耐酸容器的内壁作防护层用。例如，在用水玻璃和氟硅酸钠配制的耐酸涂料中，掺入适量石英岩、花岗岩、铸石等制成的粉及细骨料可拌制成耐酸砂浆。5） 防辐射砂浆在水泥砂浆中掺入重晶石粉、重晶石砂可配制成具有防X射线能力的砂浆。在水泥浆中掺入硼砂、硼酸等也可配制成具有防中子辐射能力的砂浆。33l解解: :l砂浆的和易性包括流动性和保水性两方面的含砂浆的和易性包括流动性和保水性两方面的含义。义。l砂浆流动性是指砂浆在自重或外力作用下产生砂浆流动性是指砂浆在自重或外力作用下产生流动的性质，也称稠度。流动性用砂浆稠度测流动的性质，也称稠度。流动性用砂浆稠度测定仪测定，以沉入量（）表示。定仪测定，以沉入量（）表示。l砂浆的保水性是指新拌砂浆保持其内部水分不砂浆的保水