砂浆的主要技术性质有:新拌砂浆的和易性、硬化后砂浆的强度及耐久性等。
6.2.1 新拌砂浆的和易性
砂浆的和易性是指新拌砂浆在施工中是否便于操作并能保证工程质量的要求。和易性良好的砂浆,不仅在运输和施工过程中不产生分层、泌水现象,而且容易在粗糙的砖石基层上铺成均匀的薄层,灰缝填筑饱满密实,与砖石粘结牢固,强度和整体性高。砂浆的和易性包括流动性和保水性两方面性质。
1.新拌砂浆的流动性
砂浆的流动性是指新拌砂浆在自重或外力作用下是否容易流动的性能,也称稠度,以沉入度(mm)表示。砂浆流动性的大小用砂浆稠度仪测定:以标准圆锥体10s沉入砂浆中的深度(mm),称为沉入度(见图6.1)。沉入度越大,砂浆的流动性越好;但流动性过大,砂浆容易分层、泌水。若流动性过小,则不便于施工操作,灰缝不易填充密实,将会降低砌体的强度。
砂浆的流动性与胶凝材料和掺合料的种类及用量、用水量、外加剂品种与掺量、砂的粒形、粗细及级配、搅拌时间和环境的温、湿度等有关。当原材料和灰砂比一定时,流动性主要取决于用水量,流动性随着用水量的增加而增大。
砂浆流动性的选择应根据砌体种类、施工方法和气候条件选定(表6.1)。当气候炎热干燥时应采用较大值,当气候寒冷潮湿时采用较小值。
图6.1 沉入度测定示意图
表6.1 建筑砂浆的流动性(沉入度) 单位:mm
2.保水性
砂浆的保水性是指新拌砂浆保持水分的能力。保水性良好的砂浆,在砌筑和抹面时容易铺成均匀密实的薄层,保证砂浆与基层材料有良好的粘结力和较高的强度。砂浆的保水性用分层度仪测定,以分层度(mm)表示。
分层度的测定是将搅拌均匀的砂浆先测出其沉入度K1,再将拌和物装入分层度仪,静置30min后,取分层度仪底部1/3的砂浆,再测其沉入度K2。两次沉入度之差ΔK=K1-K2即为砂浆的分层度值。分层度也表示砂浆流动性的稳定性。
分层度越大,砂浆的保水性越差,亦即砂浆流动性的稳定性愈差。产生分层度值的原因,是因为砂浆在分层度筒中静置30min后,砂浆中水是最轻材料,多余的水在其他材料重力排挤作用往上升,使得砂浆中的水分布不均匀。建筑砂浆的分层度一般在10~30mm之间为宜;分层度大于30mm的砂浆,保水性不良,易产生分层离析、不利于施工及硬化;分层度接近零的砂浆,不仅胶凝材料用量大,且易产生干缩裂缝。
砂浆的保水性主要取决于砂的粒径和细微颗粒含量。若砂较粗、水泥及掺合料用量较少,材料总的表面积小,则吸附水分的能力较小,保水性差。为保证砂浆具有良好的保水性,砂浆中必须具有一定数量的胶泥材料,在水泥砂浆中,水泥的用量不少于200kg/m3。在混合砂浆中,胶凝材料总用量应在300~350kg/m3。砂浆中掺入适量的增塑材料能显著改善其保水性和流动性。
6.2.2 硬化砂浆的强度与强度等级
1.砂浆的抗压强度
砂浆的抗压强度采用边长为70.7mm的立方体试件(承压面积为5000mm2),在规定条件下养护28d测定。
2.强度等级
砂浆按28d抗压强度的平均值划分为M2.5、M5.0、M7.5、M10、M15、M206个强度等级。工程中常用的砂浆强度等级为M2.5、M5.0、M7.5,对特别重要的砌体或有较高耐久性要求的工程,宜采用M10以上的砂浆。(www.daowen.com)
3.影响砂浆强度因素
影响砂浆强度因素比较多,除与砂浆的组成材料、配合比和施工工艺等因素有关外,还与基层材料的吸水性有关。
(1)用于砌筑不吸水基层材料(如密实石材)。当基层材料不吸水或吸水率比较小时,影响砂浆抗压强度的因素与混凝土相似,主要取决于水泥强度和水灰比。砂浆强度可按式(6.1)计算:
式中 fm,0——砂浆28d抗压强度(试件用有底试模成型),MPa;
fce——水泥28d实测抗压强度,MPa;
——灰水比;
A、B——经验系数,可取A=0.29,B=0.40。
(2)用于砌筑吸水基层材料(如烧结普通砖)。当基层材料的吸水率较大时,由于砂浆具有一定的保水性,无论拌制砂浆时加多少用水量,而保留在砂浆中的水分基本相同,多余的水分会被基层材料所吸收。因此,当原材料品质一定时,砂浆的强度主要取决于水泥的强度等级与水泥用量。砂浆强度可按式(6.2)计算:
式中 fm,0——砂浆28d抗压强度(试件用一定吸水性的砖做试模底成型),MPa;
fce——水泥28d实测抗压强度,MPa;
Qc——1m3砂浆中的水泥用量,kg;
α、β——经验系数,可取α=3.03,β=-15.09。
6.2.3 砂浆的粘结力
砌体是用砂浆把块状的砖石材料粘结成整体的,因此,砌体的强度、耐久性及抗震性均与砂浆的粘结力有关,而砂浆的粘结力随其抗压强度的增大而提高。另外,砖石表面粗糙、清洁、湿润、良好的施工养护也能提高砂浆的粘结力。
6.2.4 砂浆的变形性
砂浆凝结硬化过程中、受荷载或温湿度变化时,均会产生变形。如果变形过大或不均匀,会引起沉陷或裂缝,降低砌体质量。用轻骨料或掺合料配制的砂浆收缩变形大。如在抹面砂浆中,为防止产生干裂,可掺入一定量的麻刀、纸筋等纤维材料。
6.2.5 硬化砂浆的耐久性
砂浆的耐久性是一项综合性指标,包括抗渗、抗冻、抗侵蚀性等。影响砂浆耐久性的主要因素是水泥的品种、强度和水灰比;掺用引气剂等外加剂可提高砂浆的耐久性。另外,采用多层做法,做好层间结合等施工工艺也可改善其抗渗与抗冻性能。
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