第四章混凝土課件

土木工程材料

第四章混凝土

土木工程材料

第四章混凝土

第二節(jié).特種混凝土

2.1特種混凝土是一種由特種材料組成或用特種生產(chǎn)工藝施工方法制成的混凝土,適用于某些特殊工程領(lǐng)域內(nèi)的建筑物和構(gòu)筑物。現(xiàn)代高強(qiáng)混凝土，是指用常規(guī)的水泥、砂石作為原材料使用常規(guī)的工藝生產(chǎn)配制的，它主要靠外加高強(qiáng)減水劑，或同時(shí)摻加一定數(shù)量的活性礦物材料，使拌合料具有良好的工作度硬化后的具有高強(qiáng)性能的水泥混凝土。根據(jù)我國(guó)目前設(shè)計(jì)施工水平定義強(qiáng)度等級(jí)達(dá)到和超過(guò)C60的混凝土為高強(qiáng)混凝土，相對(duì)C25以下的稱為低強(qiáng)混凝土，C30到C45之間稱為中等強(qiáng)度混凝土。第二節(jié).特種混凝土

2.1

高強(qiáng)混凝土的特點(diǎn)是強(qiáng)度高、變形小、耐久性好，能適應(yīng)現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)向高聳、大跨和重載方向發(fā)展。能承受惡劣環(huán)境的條件，應(yīng)用中有較好的綜合經(jīng)濟(jì)效益。

高強(qiáng)混凝土抗壓強(qiáng)度高，可使鋼筋混凝土柱子、拱殼等受壓構(gòu)件大大增加承載能力，在相同荷載作用下則可減小構(gòu)件截面，對(duì)于鋼筋混凝土受彎構(gòu)件，能降低截面受壓區(qū)的混凝土高度，允許有較高配筋率來(lái)提高受彎構(gòu)件的能力或降低構(gòu)件的截面高度。由于變形小，可提高構(gòu)件的剛度，對(duì)于預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，可施加更大的預(yù)應(yīng)力，由于徐變小而減少預(yù)應(yīng)力損失。

高強(qiáng)混凝土的抗?jié)B、抗凍均優(yōu)于普通混凝土，對(duì)于露天受海水侵蝕的，受高速?zèng)_刷的的構(gòu)筑物，均宜采用高強(qiáng)混凝土.在國(guó)內(nèi)外有關(guān)高強(qiáng)混凝土的研究和應(yīng)用發(fā)展很快，混凝土等級(jí)已應(yīng)用到C100級(jí)，有的已達(dá)到C130級(jí)。

高強(qiáng)混凝土的特點(diǎn)是強(qiáng)度高、變形小、耐久性好，能適應(yīng)現(xiàn)代工程國(guó)際高強(qiáng)混凝土的研究和應(yīng)用美國(guó)：1988年建成西雅圖58層TwoUnionSquare大廈，采用鋼管混凝土柱，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為110MPa(56d),施工時(shí)最高達(dá)到C130級(jí)泵送混凝土.1989年建成西雅圖大廈,采用鋼管混凝土柱,平均強(qiáng)度達(dá)到140Mpa,目的是增加組合柱的剛度

1990年,建造芝加哥街311號(hào)塔樓,共71層,用了C95級(jí)混凝土,最高泵送達(dá)295M,而且樓板混凝土也用到了C70級(jí)混凝土.日本：

1900年，開(kāi)始研究自流平、不振搗、低收縮、耐久性好的高強(qiáng)混凝土，強(qiáng)度可達(dá)C50。

1992年，大阪一幢高層建筑，41層，129.8m高，用了C60級(jí)高強(qiáng)混凝土。并研究60層到70層高層建筑，進(jìn)行試設(shè)計(jì)和抗震分析，認(rèn)為采用C110級(jí)混凝土建造高層建筑是可行的。國(guó)際高強(qiáng)混凝土的研究和應(yīng)用國(guó)內(nèi)高強(qiáng)混凝土的研究和應(yīng)用

目前，高強(qiáng)混凝土在我國(guó)已經(jīng)使用。有一些利用高強(qiáng)混凝土的工程已經(jīng)竣工。在各省市也有不少在建工程，建設(shè)部已經(jīng)將高強(qiáng)混凝土作為新技術(shù)項(xiàng)目在全國(guó)推廣。建筑名稱層數(shù)高度用途強(qiáng)度等級(jí)北京新世紀(jì)飯店31110柱C60北京四川大廈32100柱C60廣東國(guó)際大廈63200屋頂直升機(jī)坪C60青島中銀大廈53238柱C60廣州中天大廈80322柱C60國(guó)內(nèi)高強(qiáng)混凝土的研究和應(yīng)用建筑名稱層數(shù)高度用途強(qiáng)度等級(jí)2.2高性能混凝土

高性能混凝土是在1990年，美國(guó)NIST和ACI召開(kāi)的一次國(guó)際會(huì)議上首先提出來(lái)的，并立即得到各國(guó)學(xué)者和工程技術(shù)人員的積極響應(yīng)。但對(duì)高性能混凝土國(guó)內(nèi)外尚無(wú)統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)和定義。根據(jù)一般的理解，對(duì)高性能混凝土有以下幾點(diǎn)共識(shí)：

（1）混凝土的使用壽命要長(zhǎng)；

（2）混凝土應(yīng)具有較高的體積穩(wěn)定性；

（3）高性能混凝土應(yīng)具有良好的施工性能；

（4）具有一定的強(qiáng)度和密實(shí)度，但不一定是高強(qiáng)，亦可以是中、低強(qiáng)度高性能。2.2高性能混凝土

高性能混凝土是在1990年，美國(guó)NI2.3水泥粉煤灰混凝土

從煤粉爐煙道氣體中收集的粉末稱為粉煤灰。水泥粉煤灰混凝土是指在水泥混凝土中摻加粉煤灰組分的混凝土。

粉煤灰由于其本身的化學(xué)成分、結(jié)構(gòu)和顆粒形狀等特征，在混凝土中可產(chǎn)生下列三種效應(yīng)，總稱為“粉煤灰效應(yīng)”。

（１）活性效應(yīng)。（２）顆粒形態(tài)效應(yīng)。（３）微骨料效應(yīng)。2.3水泥粉煤灰混凝土

從煤粉爐煙道氣體中收集的摻合料攪拌不均致使混凝土強(qiáng)度低

某工程使用等量的42.5普通硅酸鹽水泥粉煤灰配制C25混凝土，工地現(xiàn)場(chǎng)攪拌，為趕進(jìn)度攪拌時(shí)間較短。拆模后檢測(cè)，發(fā)覺(jué)所澆筑的混凝土強(qiáng)度波動(dòng)大，部分低于所要求的混凝土強(qiáng)度指標(biāo)，請(qǐng)分析原因。

該混凝土強(qiáng)度等級(jí)較低，而選用的水泥強(qiáng)度等級(jí)較高，故使用了較多的粉煤灰作摻合劑。由于攪拌時(shí)間較短，粉煤灰與水泥攪拌不夠均勻，導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度波動(dòng)大，以致部分混凝土強(qiáng)度未達(dá)要求。

摻合料攪拌不均致使混凝土強(qiáng)度低某工程使用等量的42.5普通2.3.1水泥粉煤灰混凝土的配合比設(shè)計(jì)

水泥粉煤灰混凝土配合比設(shè)計(jì)的原理，是以未摻粉煤灰混凝土的配合比為基礎(chǔ)，按等稠度和等強(qiáng)度等級(jí)的原則，按照粉煤灰的不同摻入法進(jìn)行調(diào)整。

混凝土中摻用粉煤灰的方法可采用等量取代（水泥）法、超量取代法和外加法等。等量取代是指以等質(zhì)量的粉煤灰取代混凝土中相同質(zhì)量的水泥，超量取代是指摻入混凝土中的粉煤灰的摻入量超過(guò)其取代水泥的質(zhì)量，超量的粉煤灰取代部分細(xì)骨料。其目的是增加混凝土中膠凝材料用量，以補(bǔ)償由于粉煤灰取代水泥而造成的強(qiáng)度降低；外加法是指在混凝土中水泥用量不變的情況下，外加一定量的粉煤灰。其目的只是為了改善混凝土拌合物和易性。

實(shí)踐證明，當(dāng)粉煤灰取代水泥量過(guò)多時(shí)，混凝土的抗碳化耐久性將變差，所以粉煤灰取代水泥的最大限量應(yīng)符合有關(guān)規(guī)范的規(guī)定。

2.3.1水泥粉煤灰混凝土的配合比設(shè)計(jì)

水泥粉煤灰混凝土配合2.4纖維混凝土

以普通混凝土為基材，外摻各種纖維材料而組成的復(fù)合材料，稱為纖維混凝土。

纖維材料的品種很多，通常使用的有鋼纖維、玻璃纖維、石棉纖維、合成纖維、碳纖維等。其中鋼、玻璃、石棉、碳等纖維為高彈性模量纖維，摻入混凝土中后，可使混凝土獲得較高的韌性，并提高抗拉強(qiáng)度、剛度和承擔(dān)動(dòng)荷載的能力。而尼龍、聚乙烯、聚丙烯等低彈性模量的纖維，摻入混凝土只能增加韌性，不能提高強(qiáng)度。纖維的直徑很細(xì)，通常為幾十至幾百微米。纖維的長(zhǎng)徑比一般為70～120。纖維的摻量按占混凝土體積的百分比計(jì)，其摻加體積率一般為0.3％～８％。常用鋼纖維的直徑為0.35～0.7㎜，長(zhǎng)徑比在50～80之間，適宜摻加體積率為１％～２％。2.4纖維混凝土

以普通混凝土為基材，外摻各種纖維1963年國(guó)外有些專家發(fā)表了關(guān)于鋼纖維約束混凝土裂縫開(kāi)展的機(jī)理的論文，提出了鋼纖維混凝土開(kāi)裂強(qiáng)度是由對(duì)拉伸應(yīng)力起有效作用的鋼纖維平均間距所決定的結(jié)論(纖維間距理論)，從而開(kāi)始了該種新型復(fù)合材料的實(shí)用開(kāi)發(fā)階段。歐美和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家20世紀(jì)70年代末已大批應(yīng)用鋼纖維混凝土鋪設(shè)公路路面、橋面、飛機(jī)跑道等。80年代美國(guó)合成材料化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)了一種由聚丙烯制成的纖維絲(稱FIBERMESH)，并將其應(yīng)用于混凝土建筑物，增強(qiáng)塑性混凝土的抗拉能力，顯著降低其塑性流動(dòng)和收縮微裂紋?，F(xiàn)美國(guó)高層建筑樓面，高速公路路面，荷載較大的倉(cāng)庫(kù)地面、停車場(chǎng)、貯水池等結(jié)構(gòu)均廣泛應(yīng)用以上兩種纖維混凝土1963年國(guó)外有些專家發(fā)表了關(guān)于鋼纖維約束混凝土裂縫開(kāi)展的機(jī)320國(guó)道二期改建工程四標(biāo)渡濟(jì)大橋的橋面鋪裝層材料采用鋼纖維混凝土（摻量為1.5%,經(jīng)過(guò)試驗(yàn)檢測(cè)，與普通混凝土相比，其抗壓強(qiáng)度提高15%，抗拉強(qiáng)度提高60%，抗彎強(qiáng)度提高90%，耐磨性提高34%，抗沖擊提高300%，抗收縮減少20%以上。經(jīng)過(guò)一年多的行車,未發(fā)現(xiàn)任何病害,表現(xiàn)出良好的使用效果。

已有研究表明當(dāng)聚丙烯纖維摻入到混凝土原材料(水泥、砂、石、摻合料)中可以迅速而輕易地與混凝土材料混合，分布均勻，每立方水泥漿內(nèi)近20條纖維絲，因此在混凝土內(nèi)部構(gòu)成一種較有效的二級(jí)加強(qiáng)效果，當(dāng)纖維摻量(體積摻量0．03％時(shí)，混凝土收縮值降低45％：當(dāng)聚丙烯纖維體積率其臨界值時(shí)，便產(chǎn)生許多不可見(jiàn)的小于0．Olmm寬的微裂系，與不摻聚丙烯纖維的情況相比，裂縫寬則0．31mm～0．8mm減少到0．04mm～0．05mm，阻裂能力可達(dá)到一個(gè)級(jí)。

320國(guó)道二期改建工程四標(biāo)渡濟(jì)大橋的橋面鋪裝層材料采用鋼纖維2.4輕集料混凝土

凡是用輕粗集料、輕細(xì)集料（或普通砂）、水泥和水配制成的混凝土，其干表觀密度不大于1950kg/m3者，稱為輕集料混凝土。其中采用輕粗、細(xì)集料的稱為全輕混凝土，采用普通細(xì)集料的為砂輕混凝土。

輕集料混凝土具有不同的強(qiáng)度等級(jí)，相應(yīng)表觀密度卻較普通混凝土低。輕集料混凝土由于自重輕，彈性模量低，因而抗震性能比普通混凝土好。且輕集料混凝土導(dǎo)熱系數(shù)低，保溫性能好，又具有良好的防火性能，因而其應(yīng)用范圍廣泛，不僅可用作圍護(hù)結(jié)構(gòu)，也可用作承重結(jié)構(gòu)。由于其結(jié)構(gòu)自重小，因此特別適用于高層和大跨度結(jié)構(gòu)。

輕集料混凝土配合比設(shè)計(jì)應(yīng)滿足強(qiáng)度等級(jí)和密度等級(jí)的要求，滿足施工和易性的要求，還應(yīng)滿足耐久性和經(jīng)濟(jì)性方面的要求，同時(shí)應(yīng)考慮集料吸水率的影響。由于輕集料的種類繁多，故混凝土常以輕集料的種類命名。例如，粉煤灰陶?；炷痢⒄惩撂樟；炷?、頁(yè)巖陶?；炷?、浮石混凝土等。

2.4輕集料混凝土

凡是用輕粗集料、輕細(xì)集料（或普通砂）2.5防水混凝土

防水混凝土系指有較高抗?jié)B能力的混凝土，通常其抗?jié)B等級(jí)等于或大于Ｐ６級(jí)，又稱抗?jié)B混凝土。

防水混凝土的配制原理是：采取多種措施，使普通混凝土中原先存在的滲水毛細(xì)管通路盡量減少或被堵塞，從而大大降低混凝土的滲水。根據(jù)采取的防滲措施不同，防水混凝土可分為普通防水混凝土；外加劑防水混凝土和膨脹水泥防水混凝土。膨脹水泥防水混凝土是采用膨脹水泥配制而成，由于這種水泥在水化過(guò)程中能形成大量的鈣礬石，會(huì)產(chǎn)生一定的體積膨脹，在有約束的條件下，能改善混凝土的孔結(jié)構(gòu)，使毛細(xì)孔徑減小，總孔隙率降低，從而使混凝土密實(shí)度提高，抗?jié)B性提高。

2.5防水混凝土

防水混凝土系指有較高抗?jié)B能力的混凝土，通常2.6耐熱混凝土

耐熱混凝土是指能長(zhǎng)期在高溫（200～900℃）作用下保持所要求的物理和力學(xué)性能的一種特種混凝土。耐熱混凝土是由適當(dāng)?shù)哪z凝材料、耐熱粗、細(xì)骨料及水（或不加水），按一定比例配制而成。根據(jù)所用膠凝材料不同，通?？煞譃椋汗杷猁}水泥耐熱混凝土；鋁酸鹽水泥耐熱混凝土；水玻璃耐熱混凝土和磷酸鹽耐熱混凝土。

2.6耐熱混凝土

耐熱混凝土是指能長(zhǎng)期在高溫（200～902.7聚合物混凝土

聚合物混凝土是由聚合物、無(wú)機(jī)膠凝材料和骨料配制而成。

聚合物是指由許多大分子所組成的物質(zhì)，是有機(jī)高分子材料。一般聚合物有良好的塑性、粘結(jié)性、抗腐蝕性與耐水性，對(duì)水泥混凝土的性能具有很好的互補(bǔ)性，因此在混凝土中使用聚合物會(huì)取得良好的性能。

聚合物在混凝土中的應(yīng)用主要有三種方式：一種是以聚合物為膠結(jié)料，與集料拌合形成的聚合物混凝土；第二種是將已硬化的水泥混凝土置于液體聚合物中，使聚合物滲入混凝土內(nèi)部后固化的聚合物浸漬混凝土；2.7聚合物混凝土

聚合物混凝土是由聚合物、無(wú)機(jī)膠凝

第三種是在配制水泥混凝土?xí)r摻入部分聚合物的聚合物水泥混凝土。由于聚合物能均勻分布于混凝土內(nèi)，填充了混凝土內(nèi)部的孔隙，固化后的聚合物與水泥混凝土結(jié)合為一個(gè)整體。從而提高了混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉及抗折強(qiáng)度，改善了混凝土的抗?jié)B性、抗凍性、耐腐蝕性、耐磨性及抗沖擊性。常用聚合物有聚氯乙烯、聚醋酸乙烯、苯乙烯、聚酯樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚甲基丙烯酸甲酯等。

聚合物水泥混凝土主要用于鋪筑無(wú)縫地面、路面以及修補(bǔ)工程中。

第三種是在配制水泥混凝土?xí)r摻入部分聚2.8防輻射混凝土

能遮蔽Ｘ、γ射線及中子輻射等對(duì)人體危害的混凝土，稱為防輻射混凝土，它由水泥、水及重骨料配制而成，其表觀密度一般在3000kg／ｍ3以上?；炷帘碛^密度愈大，防護(hù)Ｘ、γ射線的性能越好，且防護(hù)結(jié)構(gòu)的厚度可減小。但對(duì)中子流的防護(hù)，混凝土中還需要含有足夠多的氫元素。防輻射混凝土用于原子能工業(yè)以及國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)應(yīng)用放射性同位素的裝置中，如反應(yīng)堆、加速器、放射化學(xué)裝置等的防護(hù)結(jié)構(gòu)。2.8防輻射混凝土

能遮蔽Ｘ、γ射線及中子輻射等對(duì)2.9道路混凝土

道路混凝土主要是指路面混凝土。由于道路路面常年受到行駛車輛的重力作用和車輪的沖擊、磨損，同時(shí)還要經(jīng)受日曬風(fēng)吹、雨水沖刷和冰雪凍融的侵蝕、因此要求路面混凝土必須具有較高的抗彎拉強(qiáng)度、良好的耐磨性和耐久性。

道路混凝土主要是以混凝土抗彎拉強(qiáng)度為設(shè)計(jì)指標(biāo)，其抗彎拉強(qiáng)度應(yīng)不低于4.5MPa?？拐蹚椥阅Ａ坎坏陀?.9×104ＭＰa。為保證道路混凝土的耐磨性、耐久性和抗凍性，其抗壓強(qiáng)度不應(yīng)低于30MPa。道路混凝土的配合比設(shè)計(jì)一般是先以抗壓強(qiáng)度作為初步設(shè)計(jì)的依據(jù)，然后再按抗彎拉強(qiáng)度檢驗(yàn)試配結(jié)果。砂、石用料仍按普通混凝土設(shè)計(jì)方法進(jìn)行，水灰比一般不應(yīng)大于0.5。2.9道路混凝土

道路混凝土主要是指路面混凝土。由于建筑砂漿

砂漿是由膠結(jié)料、細(xì)骨料、摻加料和水按照適當(dāng)比例配制而成的建筑材料。

建筑砂漿按用途不同，可分為砌筑砂漿、抹灰砂漿和特殊用途砂漿（如防水、保溫、吸聲和裝飾等砂漿）。按所用膠結(jié)材不同，可分為水泥砂漿、石灰砂漿、水泥石灰混合砂漿等。

建筑砂漿的組成材料主要有：膠結(jié)材料、砂、摻加料、水和外加劑等。建筑砂漿和混凝土在組成上的差別僅在于不含粗集料。

砂漿是建筑工程中用量大、用途廣的建筑材料。在結(jié)構(gòu)工程中，砂漿主要作為磚、砌塊、石材等砌體的粘結(jié)材料，也可用于磚墻勾縫、大型墻板和各種結(jié)構(gòu)的接縫；在裝飾工程中，砂漿可用作建筑物內(nèi)、外表面摸灰材料；特殊功能的砂漿則可用于特殊要求的部位。

因?yàn)樯皾{與混凝土的組成基本接近，可認(rèn)為砂漿是混凝土的一種特例，所以有關(guān)混凝土的凝結(jié)硬化機(jī)理、強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律、和易性耐久性的影響因素等，在原則上也適用砂漿。但砂漿的使用環(huán)境和狀態(tài)與混凝土有很大差別，又體現(xiàn)了砂漿自身的特點(diǎn)。建筑砂漿

砂漿是由膠結(jié)料、細(xì)骨料、摻加料和水按照適當(dāng)比例配制一砌筑砂漿在砌體結(jié)構(gòu)中，砂漿起著膠結(jié)塊材和傳遞荷載的作用，是決定砌體工程質(zhì)量的主要因素。

1.砌筑砂漿的組成材料

（1）膠結(jié)料及摻加料

砌筑砂漿常用的膠凝材料有水泥、石灰膏、建筑石膏等。

砌筑砂漿用水泥的強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行選擇。水泥砂漿采用的水泥，其強(qiáng)度等級(jí)不宜大于32.5級(jí)；水泥混合砂漿采用的水泥，其強(qiáng)度等級(jí)不宜大于42.5級(jí)。

為改善砂漿和易性，降低水泥用量，往往在水泥砂漿中摻入部分石灰膏、粘土膏或粉煤灰等，這樣配制的砂漿稱水泥混合砂漿。這些材料不得含有影響砂漿性能的有害物質(zhì)，含有顆?；蚪Y(jié)塊時(shí)應(yīng)用３ｍｍ的方孔篩過(guò)濾。消石灰粉不得直接用于砌筑砂漿中。一砌筑砂漿(２)細(xì)集料

砌筑砂漿用的細(xì)集料主要是天然砂。建筑砂漿用砂，基本上與混凝土用砂的技術(shù)要求相同。不同之處主要是對(duì)砂中的含泥量和最大粒經(jīng)限制條件不同。要求砂漿強(qiáng)度大于M5時(shí)，砂的含泥量不應(yīng)超過(guò)5％，砂漿強(qiáng)度為M2.5時(shí)，砂的含泥量不應(yīng)超過(guò)10％；砂的粗細(xì)程度對(duì)水泥用量、和易性、強(qiáng)度及收縮性能影響很大。由于砂漿層較薄，對(duì)砂子最大粒經(jīng)應(yīng)有限制。砂的最大粒經(jīng)以小于砂漿層厚度的1/4-1/5為宜，用于磚砌體的一般不大于2.5mm。作為勾縫和摸面層用的砂漿，砂的最大粒經(jīng)不易超過(guò)1.25mm。對(duì)于砌筑砂漿用砂，優(yōu)先選用中砂，即可滿足和易性要求，又可節(jié)約水泥。毛石砌體宜選用粗砂。

(3）對(duì)外加劑的要求

與混凝土中摻加外加劑一樣，為改善砂漿的某些性能，也可加入塑化、早強(qiáng)、防凍、緩凝等作用的外加劑。一般應(yīng)使用無(wú)機(jī)外加劑，其品種和摻量應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定。

（4）砂漿用水的要求與混凝土的要求相同。(２)細(xì)集料

砌筑砂漿用的細(xì)集料主要是天然砂。建筑砂漿用砂2．砌筑砂漿拌和物的技術(shù)性質(zhì)

砌筑砂漿的技術(shù)要求是指和易性。和易性好的新拌砂漿，硬化后具有一定的強(qiáng)度和良好的粘結(jié)力，同時(shí)還能保證良好的耐久性。新拌砌筑砂漿的和易性是指其是否比較容易在磚、石等砌體材料的表面上鋪砌成均勻、連續(xù)的薄層，且與底層緊密粘結(jié)的性質(zhì)。用和易性好的砂漿來(lái)砌筑磚石，便于施工操作，灰縫填筑飽滿密實(shí)，與磚石粘結(jié)牢固，可使砌體獲得較高的強(qiáng)度和整體性。砂漿和易性包括流動(dòng)性和保水性兩個(gè)方面。

2．砌筑砂漿拌和物的技術(shù)性質(zhì)

砌筑砂漿的技術(shù)要求是指和易性。(1)砂漿的流動(dòng)性

表示砂漿在自重或外力作用下流動(dòng)的性能稱為砂漿的流動(dòng)性，也叫稠度。表示砂漿流動(dòng)性大小的指標(biāo)是沉入度，它是以砂漿稠度儀測(cè)定的，其單位為ｍｍ。工程中對(duì)砂漿稠度選擇的依據(jù)是砌體類型和施工氣候條件，可參考選用（《砌體工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB51203-1998))。影響砂漿流動(dòng)性的因素有：砂漿的用水量、膠凝材料的種類和用量、集料的粒形和級(jí)配、外加劑的性質(zhì)和摻量、拌和的均勻程度等。選用流動(dòng)性適宜的砂漿，能提高施工效率，有利于保證施工質(zhì)量。砂漿流動(dòng)性的選擇，應(yīng)依據(jù)施工方法、基層吸水性質(zhì)和施工環(huán)境溫濕度等條件來(lái)確定。見(jiàn)書(shū)P127，表4-41。通常情況下，若基層為多孔的、吸水大的材料（如燒結(jié)磚），或在干熱條件下施工，應(yīng)選擇流動(dòng)性大一些的砂漿。相反，若基層為密實(shí)的，吸水很少的材料（如密實(shí)的石材），或在濕冷條件下施工，應(yīng)選擇流動(dòng)性小的砂漿。

(1)砂漿的流動(dòng)性

表示砂漿在自重或外力作用下流動(dòng)的性能稱為第四章混凝土課件（2）砂漿的保水性

攪拌好的砂漿在運(yùn)輸、停放和使用過(guò)程中，阻止水分與固體料之間、細(xì)漿體與集料之間相互分離，保持水分的能力為砂漿的保水性。加入適量的微沫劑或塑化劑，能明顯改善砂漿的保水性和流動(dòng)性。

砂漿的保水性用砂漿分層度儀測(cè)定，以分層度（㎜）表示。分層度過(guò)大，表示砂漿易產(chǎn)生分層離析不利于施工及水泥硬化。砌筑砂漿分層度不應(yīng)大于３０㎜。分層度過(guò)小，容易發(fā)生干縮裂縫，故通常砂漿分層度不宜小于１０㎜。影響新拌砂漿保水性的主要因素是膠凝材料的種類和數(shù)量，砂的品種、細(xì)度、級(jí)配和用量，以及用水量、外加劑等。在砂漿中摻入石灰膏、粉煤灰等摻合料，可顯著提高砂漿的保水性。

（2）砂漿的保水性

攪拌好的砂漿在運(yùn)輸、停放和使用過(guò)3.砌筑砂漿硬化后的技術(shù)性質(zhì)

3.1強(qiáng)度與強(qiáng)度等級(jí)

砂漿以抗壓強(qiáng)度作為其強(qiáng)度指標(biāo)。標(biāo)準(zhǔn)試件尺寸為70.7㎜立方體試件一組６塊，標(biāo)養(yǎng)至28ｄ，測(cè)定其抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（MPa）。砌筑砂漿按抗壓強(qiáng)度劃分為Ｍ20、Ｍ15、Ｍ7.5、Ｍ5.0、Ｍ2.5等六個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。砂漿的強(qiáng)度除受砂漿本身的組成材料及配比影響外，還與基層的吸水性能有關(guān)。3.砌筑砂漿硬化后的技術(shù)性質(zhì)

3.1強(qiáng)度與強(qiáng)度等級(jí)

把相同配比的砂漿分別抹在加氣混凝土砌塊及陶瓷?；u表面，從圖中可見(jiàn)，經(jīng)半分鐘后，于加氣混凝土砌塊表面的砂漿已變得相當(dāng)干硬；于陶瓷?；u表面的砂漿則仍相當(dāng)潤(rùn)濕。請(qǐng)討論砂漿的水灰比對(duì)其強(qiáng)度的影響。

把相同配比的砂漿分別抹在加氣混凝土砌塊及陶瓷玻化磚表面，從圖對(duì)于水泥砂漿，可采用下列強(qiáng)度公式估算：

（１）

不吸水基層（如致密石材）這時(shí)影響砂漿強(qiáng)度的主要因素與混凝土基本相同，即主要決定于水泥強(qiáng)度和水灰比。計(jì)算公式如下：

式中fm——砂漿28ｄ抗壓強(qiáng)度（MPa）；

ｆce—水泥的實(shí)測(cè)強(qiáng)度（MPa）；

C/W—灰水比。

對(duì)于水泥砂漿，可采用下列強(qiáng)度公式估算：

（１）

不吸水基（２）

吸水基層（如粘土磚及其他多孔材料）這時(shí)由于基層能吸水，當(dāng)其吸水后，砂漿中保留水分的多少取決于其本身的保水性，而與水灰比關(guān)系不大。因而，此時(shí)砂漿強(qiáng)度主要決定于水泥強(qiáng)度及水泥用量。計(jì)算公式如下：

式中 Ｑc——每立方米砂漿中水泥用量（㎏）

Ａ、Ｂ——砂漿的特征系數(shù)，A=3.03，B=－15.09

各地區(qū)也可用本地區(qū)試驗(yàn)資料確定Ａ、Ｂ值，統(tǒng)計(jì)用的試驗(yàn)組數(shù)不得少于25組。

（２）

吸水基層（如粘土磚及其他多孔材料）這時(shí)由于基層能3.2砌筑砂漿的粘結(jié)強(qiáng)度和耐久性

砌筑砂漿必須有足夠的粘結(jié)力，才能將磚石粘結(jié)為堅(jiān)固的整體，砂漿粘結(jié)力的大小，將影響砌體的抗剪強(qiáng)度、耐久性、穩(wěn)定性及抗振能力。通常粘結(jié)力隨砂漿抗壓強(qiáng)度的提高而增大。砂漿粘結(jié)力還與砌筑材料的表面狀態(tài)、潤(rùn)濕程度、養(yǎng)護(hù)條件等有關(guān)。因而，砌筑前應(yīng)將砌塊表面清理干凈，必要時(shí)鑿毛（使表面粗糙），并澆水潤(rùn)濕，砌筑后適當(dāng)養(yǎng)護(hù)，可提高砌筑砂漿的粘結(jié)強(qiáng)度。

一般要求磚吸水后吸水率達(dá)到10%，吸水厚度達(dá)1cm，如果達(dá)不到，強(qiáng)度將會(huì)損失70%。砌筑砂漿經(jīng)常受到環(huán)境因素的作用（特別是環(huán)境水的作用），因而，砂漿除具有各種強(qiáng)度要求外，還應(yīng)具有足夠的耐久性，如抗?jié)B、抗凍、抗侵蝕等。砂漿耐久性與砂漿強(qiáng)度有很大的關(guān)聯(lián)性，即，砂漿強(qiáng)度越高，耐久性越好。因而工程上常用抗壓強(qiáng)度作為砂漿的主要技術(shù)指標(biāo)。3.2砌筑砂漿的粘結(jié)強(qiáng)度和耐久性

砌筑砂漿必須有足

請(qǐng)觀察圖4-33。圖中地面的抹面砂漿有眾多裂紋，其所使用的水泥砂漿配合比為：水泥:砂:水＝1:1:0.65，請(qǐng)討論砂漿配合比的影響。

不同用途的砂漿其配合比有所不同，用于地面基層砂漿水泥量宜較低，水泥：砂可1:2.5～1:3。水泥用量高不僅是多耗水泥，且其中干縮較大。此外，該砂漿水灰比較大亦是產(chǎn)生裂縫之另一原因。

需說(shuō)明的是，不同應(yīng)用范圍的抹面砂漿的膠凝材料及其配合比選擇是不同的。請(qǐng)觀察圖4-33。圖中地面的抹面砂漿有眾多裂紋，其所使用4.砌筑砂漿的配合比設(shè)計(jì)砌筑砂漿的配合比應(yīng)滿足施工和易性（稠度）的要求，保證設(shè)計(jì)強(qiáng)度，還應(yīng)盡可能節(jié)約水泥，降低成本。A砌筑砂漿的技術(shù)條件

①砌筑砂漿的強(qiáng)度等級(jí)宜采用M20，M15，M10，M7.5，M5，M2.5。

②水泥砂漿拌合物的密度不宜小于1900kg/m3；水泥混合砂漿拌合物的密度不宜小于1800kg/m3。

③砌筑砂漿稠度、分層度、試配抗壓強(qiáng)度必須同時(shí)符合要求。砌筑砂漿的稠度應(yīng)按規(guī)定選用。砌筑砂漿的分層度不得大于30mm。

④水泥砂漿中水泥用量不應(yīng)小于200kg/m3；水泥混合砂漿中水泥和拌加料總量宜為300～350kg/m3。

⑤具有凍融循環(huán)次數(shù)要求的砌筑砂漿，經(jīng)凍融試驗(yàn)后，質(zhì)量損失率不得大于5％，抗壓強(qiáng)度損失率不得大于25％。

4.砌筑砂漿的配合比設(shè)計(jì)B砌筑砂漿配合比設(shè)計(jì)步驟

（1）砌筑砂漿配制強(qiáng)度（fm，0）的確定

fm，0=f2+0.645σ

式中fm，0——砂漿的配制強(qiáng)度，精確至0.1MPa；f2——砂漿設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)（即砂漿抗壓強(qiáng)度平均值（MPa）；

σ——砂漿現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差，精確0.01MPa。

砌筑砂漿現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差σ應(yīng)按下式計(jì)算：

式中fi——統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)同一品種砂漿第ｉ組試件的強(qiáng)度（MPa）；

—統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)同一品種砂漿ｎ組試件強(qiáng)度的平均值（MPa）；ｎ——統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)同一品種砂漿試件的總組數(shù)，ｎ≧25。B砌筑砂漿配合比設(shè)計(jì)步驟

（1）砌筑砂漿配制強(qiáng)度（fm，0當(dāng)無(wú)近期統(tǒng)計(jì)資料時(shí)，砂漿現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差可參考表5-2。當(dāng)無(wú)近期統(tǒng)計(jì)資料時(shí)，砂漿現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差可參考表5-2。(２)．計(jì)算每立方米砂漿中水泥用量Ｑc(kg／ｍ３)

每立方米砂漿中水泥用量，可按下式計(jì)算：

式中Ｑc——每立方米砂漿中水泥用量,精確至1㎏;

fm，0——砂漿的配制強(qiáng)度，精確至0.1MPa;

Ａ、Ｂ——砂漿的特征系數(shù)，A=3.03，B=－15.09;

當(dāng)水泥砂漿中的計(jì)算用量不足200kg／m3時(shí)，應(yīng)按200kg／m3采用。(２)．計(jì)算每立方米砂漿中水泥用量Ｑc(kg／ｍ３)

每立(3)按水泥用量計(jì)算摻加料用量

水泥混合砂漿的摻加料用量應(yīng)按下式計(jì)算：

ＱD＝ＱＡ一Qc

式中Ｑｃ—每立方米砂漿的水泥用量，精確至１㎏；

ＱＡ—每立方米砂漿中水泥和摻加料的總量，精確至1㎏；宜在300～350㎏之間。ＱD—每立方米砂漿的摻加料用量，精確至１㎏；石灰、粘土膏使用時(shí)的稠度為120士5ｍｍ；第四章混凝土課件(４)確定砂用量Qs（kg／ｍ３）

Qs=1×ρ0干

式中ρ0干——砂干燥狀態(tài)（含水率小于0.5％）的堆積密度。

(５)確定用水量Qw（kg／ｍ3）

按砂漿稠度要求，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選定。一般混合砂漿約為：260～300kg／ｍ３，水泥砂漿約為270～330kg／ｍ３。

(４)確定砂用量Qs（kg／ｍ３）

Qs=(６)試配與調(diào)整

按計(jì)算配合比，采用工程實(shí)際使用材料進(jìn)行試拌，測(cè)定其拌合物的稠度和分層度，若不能滿足要求，則應(yīng)調(diào)整用水量或摻加料，直到符合要求為止。然后，確定試配時(shí)的砂漿基準(zhǔn)配合比。試配時(shí)至少應(yīng)采用三個(gè)不同的配合比，其中一個(gè)為基準(zhǔn)配合比，另外兩個(gè)配合比的水泥用量按基準(zhǔn)配合比分別增加及減少１０％，在保證稠度、分層度合格的條件下，可將用水量或摻加料用量作相應(yīng)調(diào)整。

對(duì)三個(gè)不同的配合比，經(jīng)調(diào)整后，應(yīng)按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定成型試件，測(cè)定砂漿強(qiáng)度等級(jí)，并選定符合強(qiáng)度要求的且水泥用量較少的砂漿配合比。

(６)試配與調(diào)整

按計(jì)算配合比，采用工程實(shí)際使用材料進(jìn)行試某工地現(xiàn)配制M10砂漿砌筑磚墻，把水泥直接倒在砂堆上，再人工攪拌。該砌體灰縫飽滿度及粘結(jié)性均差。請(qǐng)分析原因。

（1）砂漿的均勻性可能有問(wèn)題。把水泥直接倒入砂堆上，采用人工攪拌的方式往往導(dǎo)致混合不夠均勻，使強(qiáng)度波動(dòng)大，宜加入攪拌機(jī)中攪拌。

（2）僅以水泥與砂配制砂漿，使用少量水泥雖可滿足強(qiáng)度要求，但往往流動(dòng)性及保水性較差，而使砌體飽滿度及粘結(jié)性較差，影響砌體強(qiáng)度，可摻入少量石灰膏、石灰粉或微沫劑等以改善砂漿和易性。某工地現(xiàn)配制M10砂漿砌筑磚墻，把水泥直接倒在砂堆上，再人工

二抹面砂漿

抹面砂漿也稱抹灰砂漿，用以涂抹在建筑物或建筑構(gòu)件的表面，兼有保護(hù)基層、滿足使用要求和增加美觀的作用。

抹面砂漿的主要組成材料仍是水泥、石灰或石膏以及天然砂等，對(duì)這些原材料的質(zhì)量要求同砌筑砂漿。但根據(jù)抹面砂漿的使用特點(diǎn)，對(duì)其主要技術(shù)要求不是抗壓強(qiáng)度，而是和易性及其與基層材料的粘結(jié)力。為此，常需多用一些膠結(jié)材料，并加入適量的有機(jī)聚合物以增強(qiáng)粘結(jié)力。另外，為減少抹面砂漿因收縮而引起開(kāi)裂，常在砂漿中加入一定量纖維材料。砂漿常用的纖維增強(qiáng)材料有麻刀、紙筋、稻草、玻璃纖維等。

二抹面砂漿

抹面砂漿也稱抹灰砂漿，用以涂抹在建筑物或圖中地面的抹面砂漿有眾多裂紋，其所使用的水泥砂漿配合比為：水泥:砂:水＝1:1:0.65，請(qǐng)討論砂漿配合比的影響。

不同用途的砂漿其配合比有所不同，用于地面基層砂漿水泥量宜較低，水泥：砂可1:2.5～1:3。水泥用量高不僅是多耗水泥，且其中干縮較大。此外，該砂漿水灰比較大亦是產(chǎn)生裂縫之另一原因。

需說(shuō)明的是，不同