牛颖兰
(甘肃建筑职业技术学院,甘肃 兰州 730050)
为了保证砌体的质量,砂浆必须具备所要求的强度,砌筑砂浆的强度愈高,则与基层材料的粘结力愈大,有利于提高砌体的整体稳定性,从而可提高砌体的安全性和耐久性。
对于砌筑吸水基底的砂浆而言,水泥的强度等级和水泥用量是影响砂浆强度的最主要的因素,砂浆的强度(fm,o)与水泥的强度(fce)和水泥用量(Qc)之间存在线性关系:
由此可见,水泥的强度等级愈高,则砂浆的强度值愈大。水泥是砂浆中的活性物质,其强度大小将直接影响水泥石本身的强度及与细骨料的粘结强度。在其他条件不变的情况下,水泥强度等级愈高,则硬化后的水泥石强度愈高,与细骨料的粘结力就愈强,配制成的砂浆强度也就愈高。
当水泥强度等级确定的情况下,砂浆的强度主要取决于水泥用量。以M7.5的水泥砂浆为例,分析说明水泥用量对砂浆强度的影响,见表1。
采用的原材料如下:
水泥:永登“祁连山”42.5级的普通硅酸盐水泥,28d胶砂抗压强度实测值为48.5MPa;砂:中砂,细度模数μf=2.7,表观密度 ρs=2620kg/m3,堆积密度为 1620kg/m3;水:自来水。注:稠度要求为70~90mm,施工水平一般。
表1 水泥用量对砂、浆强度的影响
由此可见,在原材料确定的情况下,随着水泥用量的增加,砌筑砂浆的强度也随之增大。
实践证明,当砂浆具有良好的和易性时,特别当砂浆的保水性良好的情况下,其抗压强度较高,从而可提高砂浆的强度及与基底的粘结强度。因此,要求砂浆必须具备良好的保水性。保水性良好的砂浆,在运输、放置和使用过程中不易发生泌水、离析,各组分相对稳定,便于施工操作,能够形成密实的胶结层,从而有利于砂浆强度的提高。一般以分层度为10~20mm为宜。
在配制砂浆时,砂的质量对其强度也有一定的影响。一方面,当砂粗细适宜并具有良好的颗粒形状和颗粒级配时,不仅可提高水泥浆与砂粒的粘结力,还可提高硬化后砂浆的密实度,从而提高砂浆的强度和耐久性。另一方面,当砂中黏土杂质含量较低时,也可提高砂浆的强度。若含泥量过大,不但会增加砂浆的水泥用量,还会使砂浆的收缩值增大,降低强度和耐久性,影响砌筑质量。因此,标准规定砂中的含泥量不应超过5%。目前,人工砂的应用愈来愈普遍,人工砂中的石粉含量会增大砂浆的收缩值,使用时应符合现行行业标准《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》(JGJ52-2006)的要求。
在砂浆中掺入掺加料,一方面可改善砂浆的和易性,另一方面可节约水泥用量,降低经济成本。所加的掺加料的品种及用量不一样,对砂浆强度的影响亦不同。某些掺加料仅能改善砂浆的和易性,还可能对强度造成不同程度的降低,如石灰膏、电石膏、黏土膏等,可通过增加水泥用量的方法来补偿因掺加膏类掺加料而损失的强度。有些矿物掺加料,如粉煤灰、粒化高炉矿渣粉、天然沸石粉等,会降低砂浆的早期强度,但不会影响后期强度的发展。
砌筑后,当环境温度、湿度适宜时,有助于砂浆强度的提高。
在试验室试配过程中,应着重考虑以下几方面的问题:
1)试配时,试配强度(fm,0=k·f2)的计算,应考虑施工水平。施工管理水平不同,则对应的k值不同,计算出的试配强度也就不同,k值愈大,则水泥用量就会愈多,会造成不必要的浪费。因此,施工管理水平愈高,k值就可取较小值。
2)在计算过程中,应满足砂浆中的胶凝材料的最小用量的要求,以保证砂浆的强度和耐久性,见表2。
表2 砌筑砂浆的材料用量
3)混合砂浆在试配时,膏类(石灰膏、电石膏等)材料的含水量不计入砂浆用水量中,为了使膏类材料的含水率有一个统一的标准,则规定其稠度一般为(120±5mm),如稠度不在此范围时,可按下表3进行换算。
表3 石灰膏不同稠度的换算系数
4)砂用量的确定。确定砂用量时,应注意两点:一是砂应以干燥状态为准;其次1m3砂浆中砂的用量应取砂干燥状态的堆积密度。因为在砂浆中,水和水泥组成水泥浆,用以包裹砂粒的表面并填充其孔隙,因此1m3砂子构成1m3砂浆。
5)试验室试配时所采用的原材料应和施工现场保持一致。为了保证搅拌的均匀性,砌筑砂浆试配时应采用机械搅拌,并应保证所要求的搅拌时间,见表4。
表4 砂浆搅拌时间
6)在确定试配配合比时,应对其进行校正。当砂浆的实测表观密度值与理论表观密度值之差的绝对值不超过理论值的2%时,试配配合比即为砂浆设计配合比;当二者之差超过2%时,应将试配配合比中每项材料用量均乘以校正系数(δ)后,确定为设计配合比。
砂浆是砌体的重要组成部分,在砌体中起着至关重要的作用,它起着粘结块材,衬垫和传递应力的作用,同时可协调变形。因此,必须从材料的源头、试配过程、施工等各个环节入手,严格控制,确保砂浆的强度和耐久性,以保证工程质量。