建筑砂浆是由无机胶凝材料、细骨料、掺加料和水等材料按适当比例配制而成,主要用于砌筑和装饰装修工程。
分类
砂浆按胶凝材料的不同,可分为水泥砂浆和水泥混合砂浆等;水泥混合砂浆可分为水泥石灰混合砂浆、水泥石膏混合砂浆和水泥粉煤灰混合砂浆等。
砂浆按用途可分为砌筑砂浆、抹面砂浆、装饰砂浆和特种砂浆(如绝热砂浆、防水砂浆、耐酸砂浆等)。
组成
建筑砂浆的主要组成材料有水泥、掺加料、细骨料、外加剂、水等。
水泥
水泥品种的选择与混凝土基本相同,通用硅酸盐系列水泥和砌筑专用水泥都可以用来配制建筑砂浆。砌筑水泥是专门用来配制砌筑砂浆和内墙抹面砂浆的少熟料水泥,强度低,配制的砂浆具有较好的和易性。另外,对于一些有特殊用途的砂浆,如用于预制构件的接头、接缝或用于结构加固、修补裂缝等的砂浆,可采用膨胀水泥;装饰砂浆使用白水泥、彩色水泥等。
掺加料
当采用高强度等级水泥配制低强度等级砂浆时,因水泥用量较少,砂浆易产生分层、泌水。为改善砂浆的和易性、节约胶凝材料、降低砂浆成本,在配制砂浆时可掺入磨细生石灰、石灰膏、石膏、粉煤灰、电石膏等材料作为掺合料。但石灰膏的掺入会降低砂浆的强度和黏结力,并改变使用范围,其掺量应严格控制。高强砂浆、有防水和抗冻要求的砂浆不得掺加石灰膏及含石灰成分的保水增稠材料。
细骨料
配制砂浆的细骨料最常用的是天然砂。砂应符合混凝土用砂的技术性质要求。由于砂浆层较薄,砂的最大粒径应有所限制,理论上不应超过砂浆层厚度的1/4~1/5。例如砖砌体用砂浆宜选用中砂,最大粒径不大于2.5mm为宜;石砌体用砂浆宜选用粗砂,砂的最大粒径应不大于4.75mm;光滑的抹面及勾缝的砂浆宜采用细砂,其最大粒径不大于1.2mm为宜。毛石砌体可用较大粒径骨料配制小石子砂浆。用于装饰的砂浆,还可采用彩砂、石渣等。
外加剂
为改善新拌砂浆的和易性与硬化后砂浆的各种性能或赋予砂浆某些特殊性能,常在砂浆中掺入适量外加剂。使用外加剂,不用再掺加石灰膏等掺加料就可获得良好的工作性,可以节约能源,保护自然资源。混凝土中使用的外加剂,对砂浆也具有相应的作用,可以通过试验确定外加剂的品种和掺量。例如为改善砂浆和易性,提高砂浆的抗裂性、抗冻性及保温性,可掺入减水剂等外加剂;为增强砂浆的防水性和抗渗性,可掺入防水剂等;为增强砂浆的保温隔热性能,除选用轻质细骨料外,还可掺入引气剂提高砂浆的孔隙率。
水
拌合砂浆用水与混凝土拌合水的要求相同,应选用无有害杂质的洁净水来拌制砂浆。
性质
砂浆与混凝土相比,只是在组成上没有粗集料,因此有关混凝土性质的规律,如和易性和强度理论等大都适用于砂浆,但必须注意到,砂浆在使用中常为一薄层,并且在建筑中大多是涂铺在多孔而吸水的基底上,由于这些应用上的特点,对砂浆性质的要求及影响因素与混凝土不尽相同。
建筑砂浆的主要技术性质包括新拌砂浆的和易性、硬化后砂浆的强度、黏结性和收缩等。
新拌砂浆的性质
新拌砂浆与新拌混凝土一样,必须具有良好的和易性,和易性良好的砂浆,不仅在运输和施工过程中不易产生分层、离析现象,而且容易在砖石基底上铺成均匀的薄层,并能与基底紧密黏结,砂浆和易性的好坏,主要取决于它的流动性和保水性。
硬化砂浆的性质
抗压强度与强度等级砂浆强度等级是以70.7mm×70.7mm×70.7mm的3个立方体试块,按标准条件制作并养护至28d的抗压强度代表值确定。根据《砌筑砂浆配合比设计规程》(JGJ/T98—2010)的规定,水泥砂浆及预拌砌筑砂浆的强度等级分为M5、M7.5、M10、M15、M20、M25、M30;水泥混合砂浆的强度等级可分为M5、M7.5、M10、M15。
和易性
建筑砂浆和易性类似于混凝土和易性,应保证建筑砂浆在使用过程中具有良好的和易性,包括流动性和保水性。砂浆的流动性又称为稠度,稠度以砂浆稠度测定仪的圆锥体沉入砂浆内的深度(单位为mm)表示。稠度值越大,表明砂浆的流动性越大;若流动性过大,砂浆易分层、离析和泌水;若流动性过小,则不便施工操作,灰缝不宜填满。砂浆保水性指新拌砂浆保持水分的能力,保水性可用分层度或保水率表示。
在配制建筑砂浆时,砂浆稠度需要和墙体材料类型以及使用环境相适应,并不是稠度越大越好。例如,砌筑吸水率高的蒸压加气混凝土砌块时,砂浆应具有较大的稠度和较高的保水性,而砌筑吸水率较低的混凝土砌块时,应选择较小稠度的砂浆。掺加塑化剂和增稠剂等外加剂可以显著地改善砂浆和易性。
强度等级
按照《建筑用砌筑和抹灰干混砂浆》(JG/T 291—2011)的规定,砌筑干混砂浆的强度等级分别为DM2.5,DM5,DM7.5,DM10,DM15,DM20,DM25,DM30;抹灰干混砂浆的强度等级分为DP2.5,DP5,DP7.5,DP10,DP15。
需要注意的是,《建筑用砌筑和抹灰干混砂浆》(JG/T 291—2011)规定,建筑砂浆强度等级采用70.7 mm×70.7 mm×70.7 mm的带底试模成型砂浆试件,而《砌体结构设计规范》(GB 50003—2011)第3.1.3条规定:确定砂浆强度等级时应采用同类块体为砂浆强度试块底模。例如,确定烧结普通砖砌筑砂浆的强度等级时,砂浆试块底模应采用烧结普通砖。
黏结强度
不论是砌筑砂浆还是抹灰砂浆,都需要考虑砂浆与墙体材料的黏结强度。砂浆黏结强度可通过拉伸试验确定。普通建筑砂浆和墙体材料的拉伸黏结强度通常不足0.5MPa,黏结强度低容易导致抹面砂浆空鼓。实际应用时,砂浆与墙体材料的黏结强度受墙体材料的含水率和表面粗糙度以及砂浆水灰比和保水性等因素的影响。因此,配制砂浆时需根据墙体材料的含水状态、吸水状态和环境温湿度等条件确定砂浆的稠度和保水性指标。
干燥收缩
砂浆不掺加粗集料,且水灰比较大,因此其干燥收缩值也比混凝土大,普通水泥砂浆的28 d龄期干燥收缩值可以达到1.5 mm/m,甚至2.0 mm/m。干燥收缩值大是抹面砂浆空鼓和开裂的重要原因,因此,需要提高砂浆保水性,降低砂浆水胶比。同时,砂浆性能需要和墙体材料的含水状态匹配,应尽可能采用与墙体材料性能匹配的专用砌筑砂浆和抹灰砂浆。
发展趋势
建筑砂浆是由无机胶凝材料、细集料、掺合料、水以及根据性能确定的各种组分按适当比例配合、拌制并经硬化而成的工程材料。建筑砂浆的应用历史非常悠久,我国南北朝时期就已经采用糯米石灰浆砌筑房屋和城墙。随着水泥工业和建筑行业的发展,各种类型的以水泥为主要胶凝材料的砂浆不断涌现。建筑砂浆用量大,用途广泛,主要用于砌筑墙体材料、墙体抹面以及修补和装饰等工程。
新建建筑已经很少采用砌体结构,因此,砌筑砂浆主要用于砌筑围护墙体(如框架结构的填充墙),已经很少作为结构材料使用。此外,由于保护环境的要求和砂浆外加剂的涌现,建筑工程中几乎已经不再使用水泥石灰砂浆(混合砂浆)和石灰砂浆。随着建筑行业的快速发展,现场搅拌砂浆的方式已经不能适应环境保护要求和施工技术要求,很多城市已经禁止在施工现场搅拌砂浆,而要求使用预拌砂浆。同时,由于专业分工以及绿色墙体材料的大量应用,各种专用砌筑砂浆和专用抹面砂浆也开始大量应用,如蒸压加气混凝土砌块专用砂浆、石膏砌块专用砂浆。