建筑材料教案

《建筑材料》教案本章主要内容：砂浆的分类；筑砂浆的技术性质；几种常用砂浆的作用。第六章砂浆砂浆是由胶凝材料、细集料和水，有时也加入掺加料混合而成，在建筑工程中用量大，用途广。按用途可分为砌筑砂浆、抹面砂浆、装饰砂浆、防水砂浆等。主要用于砌筑、抹面、灌缝、粘贴饰面材料等。本节的重点是:砂浆的分类，砌筑砂浆的技术性质，砌筑砂浆的配合比设计。第一节砌筑砂浆能将砖、石、砌块粘结成砌体的砂浆称为砌筑砂浆。砌筑砂浆在建筑工程中用量最大，起粘结、垫层及传递应力的作用。一、砌筑砂浆的组成材料及技术要求1．水泥常用水泥品种有普通水泥、矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥和砌筑水泥。水泥品种应根据使用部位的耐久性要求来选择。水泥的强度等级要求：水泥砂浆中不超过32．5；水泥混合砂浆中不超过42．5。2．掺加料常用材料有石灰膏、磨细生石灰粉、粘土膏、粉煤灰、沸石粉等无机塑化剂，或松香皂、微沫剂等有机塑化剂，可以改善砂浆的和易性。生石灰粉、石灰膏和粘土膏必须配制成稠度为(120±5)mm的膏状体，并用3mm×3mm的网过滤。生石灰粉的熟化时间不得小于2d。严禁使用已经干燥脱水的石灰膏。消石灰粉不得直接用于砌筑砂浆中。3．砂砂的技术指标应符合《建筑用砂》(GB／T14684--2001)的规定。砌筑砂浆宜采用中砂，并且应过筛，砂中不得含有杂质，最大粒径不大于砂浆厚度的1／4(2．5mm)；毛石砌体宜用粗砂，最大粒径应小于砂浆厚度的1／4～l／5。4．水应符合《混凝土拌合用水标准》中规定，选用不含有害杂质的洁净水。二、砌筑砂浆的技术性质砌筑砂浆的技术性质包括新拌砂浆的和易性、硬化砂浆的强度和粘结力。1.浆的和易性和易性好的砂浆，在运输和操作时，不会出现分层、泌水现象，容易在粗糙的底面铺成均匀的薄层，使灰缝饱满密实，能将砌筑材料很好地粘结成整体。（1）流动性又称稠度，是指新拌砂浆在自重或外力作用下产生流动的性能，用沉入度表示，用砂浆稠读仪测定。（2）保水性是指砂浆保持水分不易析出的性能，用分层度表示，用分层度测定仪测定。砂浆的分层度越大，保水性越差，可操作性变差。2．硬化砂浆的技术性质(1)强度砂浆强度是以边长为70．7mm的立方体试件，标准养护至28d，的抗压强度值确定。砌筑砂浆可划分为M20、M15、MIO、M7．5、M5．0、M2．5六个强度等级。例如，M15表示28d抗压强度值不低于15MPa。影响砂浆的抗压强度的因素很多，其中最主要的影响因素是水泥。用于粘结吸水性较大的底面材料(如砖、砌块)的砂浆，其强度取决王丞渥塑鏖和水泥用量；用于粘结吸水性较小、密实的事面材料(如石材)的砂浆，其强度取犍嫂度和汞茨瓦两凝土类似。此外，砂的质量、混合材料的品种及用量、养护条件(温度和湿度)瓢否影丽砂浆．的强度和强度增长。(2)粘结力砌筑砂浆必须具有足够粘结力，才能将砌筑材料粘结成一个整体。粘结力的大小，会影响砌体的强度、耐冬性、稳定性和抗震性能。砂浆的粘结力由其本身的抗压强度决定。一般来说，砂浆的抗压强度越大，粘结力越大；另外，粘结力的大小与基础面的清洁程度、含水状态、表面状态。三、砌筑砂浆的配合比设计砂浆配合比用每立方米砂浆中各种材料的质量比或各种材料的用量来表示。1．初步配合比的确定《砌筑砂浆配合比设计规程》(JGJ98—2000)规定，水泥砂浆和水泥混合砂浆的初步配合比，按不同方法确定。(1)水泥混合砂浆的初步配合比设计①计算砂浆的试配强度fm,ofm,o=f2+0.645б式中，fm，。——砂浆的试配强度，精确至0．1MPa：f2——砂浆的设计抗压强度平均值，精确至0．1MPa：б——砂浆的现场强度标准差，精确至0．01MPa。当不具有近期统计资料时，现场强度标准差可从表6—2中选用。表6—2砂浆强度标准差盯选用表／MPa施工水平M2.5M5M7.5M10M15M20优良0.501.001.502.003.004.00一般0.621.251.882.503.755.00较差0.751.502.253.004.506．oo②计算水泥用量QcQc=1000(fm,o-β)/α·fce式中，Qc——每立方米砂浆的水泥用量，精确至1kg；fm，o——砂浆的试配强度，精确至0．1MPa；fce——水泥的实测强度值(若无水泥的实测强度值，fce=fce,k)，精确至0．1MPa；α,ρ——砂浆的特征系数，其中a=3．03、ρ=一15．09，也可由当地的统计资料计算(n≥30)获得。③计算掺加料的用量Q。Q。=Q。一Q。(6—4)式中，Qd——每立方米砂浆中掺加料的用量，精确至1kg；Q，——每立方米砂浆中水泥的用量，精确至1kg；Q。——经验数据，指每立方米砂浆中掺加料与水泥的总量，精确至1kg；宜在300～350kg之间。④确定用砂量Q。Q。=ρo，sV(6—5)式中，Q。——每立方米砂浆的用砂量，精确至1kg；ρo，s——砂子干燥状态时的堆积密度(含水量小于O．5％)值，kg／m3；v——每立方米砂浆所用砂的堆积体积，取1m3。⑤选定用水量Q。根据砂浆的稠度，用水量在240～310kg间选用。(2)水泥砂浆初步配合比的设计水泥强度等级为32．5时，各种材料的用量从表6—3中参考选用。表6—3每立方米水泥砂浆材料用量强度等级水泥用量Q，／kg用砂量Q。／kg用水量Q。／kgM2.5～M5200～230M7.5～M10220～280砂子的堆积密度数值270～330M15280～340M20340～4002．配合比试配、调整和确定(1)与工程实际使用的材料和搅拌方法相同；(2)采用三个配合比，基准配合比及基准配合比中水泥用量分别增减10％；(3)各组配合比分别试拌，调整用水量及掺加料量，使和易性满足要求；(4)分别制作强度试件，标准养护到28d，测定砂浆的抗压强度，选用符合设计强度要求且水泥用量最少的砂浆配合比；(5)根据拌合物的密度，校正材料的用量，保证每立方米砂浆中的用量准确。3．配合比设计实例要求设计强度等级为M2．5的水泥石灰混合砂浆，流动性为70～100mm。采用32．5级的矿渣水泥，实测强度为33MPa；中砂，含水率为3％，堆积密度为1400kg／m3；施工水平一般。设计步骤：(1)计算砂浆的试配强度^，。查表5—2，得б=0．62MPafm．0=f2+0．645a=2．5MPa+0．645×0．62MPa=2.9MPa(2)计算水泥用量Q。α=3．03，p=一15．09，fce=33MPa1000kgx(2．9+15．09)Mpa/3．03×33MPa=180kg(3)计算石灰膏的用量Q。Qd=Q。一Q。=(350—180)kg=170kg(4)计算用砂量Qs．。Qs，o=ρo，sV=1400kg／m3×1m3=1400kg考虑砂的含水率，实际用砂量Q。=1400kg×(1+3％)kg：1442kg(5)得到初步配合比水泥：石灰膏：砂=180：170：1442=1：0．94：8．01(6)通过试验，此配合比符合设计要求，不需调整。根据稠度选取合适的用水量。总结作业：P991、2、3本节的重点：抹面砂浆、防水砂浆的定义，防水砂浆中常用的防水剂。第三节抹面砂浆和防水砂浆一、普通抹面砂浆抹面砂浆是涂抹在建筑物表面保护墙体，又具有一定装饰性的砂浆。抹面砂浆的胶凝材料用量，一般比砌筑砂浆多，抹面砂浆的和易性要比砌筑砂浆好，粘结力更高。为了使表面平整，不容易脱落，一般分两层或三层施工。各层砂浆所用砂的最大粒径以及砂浆稠度见表6—5。表6—5砂浆的材料及稠度选择表抹面砂浆品种沉入度／mm砂的最大粒径／mm底层100～1202.5中层70—902.5面层70～801.2底层砂浆用于砖墙底层抹灰，可以增加抹灰层与基层的粘结力，多用混合砂浆，有防水防潮要求时采用水泥砂浆；对于板条或板条顶板的底层抹灰多采用石灰砂浆或混合砂浆；对于混凝土墙体、柱、梁、板、顶板多采用混合砂浆。中层砂浆主要起找平作用，又称找平层，一般采用混合砂浆或石灰砂浆。面层起装饰作用，多用细砂配制的混合砂浆、麻刀石灰砂浆或纸筋石灰砂浆。在容易受碰撞的部位如窗台、窗口、踢脚板等采用水泥砂浆。二、防水砂浆防水砂浆是具有显著的防水、防潮性能的砂浆。一般依靠特定的施工工艺或在普通水泥砂浆中加入防水剂、膨胀剂、聚合物等配制而成，适用于不受振动或埋置深度不大、具有一定刚度的防水工程；不适用于易受振动或发生不均匀沉降的部位。1．防水砂浆的组成材料(1)水泥选用强度等级32．5及以上的微膨胀水泥或普通水泥，配制时适当增加水泥的用量；(2)采用级配良好的中砂，灰砂比为1：(1．5。3．0)，水灰比为0．5～0．55：(3)防水剂有无机铝盐类、氯化物金属盐类、金属皂化物类及聚合物。2．常用防水剂的特性和应用(1)无机铝盐防水剂无机铝盐防水剂是以无机铝盐为主体，掺入各种无机金属盐类混合而成的黄色液体。砂浆的配合比见表6—6，其抗渗能力比普通水泥砂浆高一倍。适用于混凝土及砖石结构的防水工程。表6—6掺加无机铝盐防水剂的砂浆配合比材料名称配合比混合液配制方法结合层水泥：混合液=1：0.6：防水剂=1：0.02水泥放在容器内，然后加底层砂浆水泥：中砂：混合液=1：2：0.05水：防水剂=1：(0.2～O．35)混合液机械搅拌，将水泥和砂拌匀再加混合液，搅拌1～面层砂浆水泥：中砂：混合液=1：2.5：0.6水：防水剂=1：(0.3～0.4)2min(2)氯化铁防水剂氯化铁防水剂又称为防水浆，是一种深棕色的强酸性液体。具有增强和早强效果，是常用防水剂中抗渗性能最好的一种。砂浆的配合比见表6—7。适用于修补大面积渗透的地下室、水池等工程。表6—7加防水浆的砂浆配合比(质量比)材料名称配合比防水净浆水泥：水：氯化铁防水剂=1：(O．35.0.39)：0.03面层砂浆水泥：水：中砂：氯化铁防水剂=1：(0.5,0.55)：2.5：O．03底层砂浆水泥：水：中砂：氯化铁防水剂=1：0.45：0.52：0.03(3)金属皂类防水剂金属皂类防水剂包括避水浆(可溶皂类防水剂)和防水粉(不溶皂类防水剂)。避水浆是由硬脂酸、氨水、氢氧化钾(碳酸钠)和水，按比例混合、加热、皂化而成的有色浆状物，掺加量不宜过高；防水粉有钙铝皂、沥青质金属防水剂。砂浆中加入这种防水剂，主要起堵塞细孔隙和毛细管的作用，提高砂浆密实度，使砂浆具有良好的防水性。(4)有机硅防水剂有机硅防水剂是以甲基硅醇钠或高沸硅醇钠为基材，经缩聚形成高分子聚合物——甲基网状树脂膜(即防水膜)的防水剂，呈无色或淡黄色透明的液体，属碱性防水材料。耐高温、低温，具有良好的通风性，防污染性，用于混凝土、砖瓦、石膏制品、矿物制品的防水。(5)聚合物乳液聚合物乳液有氯丁胶乳、天然胶乳、丁苯胶乳、丙烯酸酯乳液。掺入后，使砂浆具有良好的防水性、抗冲击性、韧性和耐磨性，用于地下防渗、防潮及有特殊气密性要求的工程中。总结作业：P994、5本节的主要内容：砂浆和易性试验，砂浆和易性检验的方法，结果评定；砂浆抗压强度试验的试验步骤，结果评定。第四节砂浆试验一、和易性试验1．拌合物取样和制备(1)取样在施工现场取样要遵守相关施工验收规范的规定，在使用地点的砂浆槽、运送车或出料口至少三处取样，数量为试样用量的1～2倍。试样应尽快试验，试验前要人工略加翻拌至均匀。(2)试样制备试验室内，制备试样有人工拌料和机械搅拌两种方法。①主要用具钢板(约1．5m×2m，厚3mm)，磅秤或台秤、拌铲、抹刀、量筒、盛器等，砂浆搅拌机；提前润湿与砂浆接触的用具。②试验材料所有原材料应提前24h进入试验室，保证与室内温度一致，砂应用5mm的方孔筛过筛，以干质量计；水泥用0．9mm的方孔筛过筛。精度要求：水泥、外加剂等为-I-0．5％，石灰膏、砂为±1％。试验室温度为(20±5)。C，相对湿度大于或等于50％，或与施工条件相同。③人工拌和按设计配合比称取各项材料，先将水泥和砂倒在钢板上，干拌均匀并堆成堆，中间挖一凹坑，将掺加料提前用水稀释成膏状，加入坑中，充分拌和，逐渐加水至符合稠度要求为止。拌合时问为5min。④机械搅拌先在搅拌机内壁粘