工程材料 节选

    本书为铁路职业教育铁道部规划教材，是根据铁路中专教育“铁道工程(工务)”专业教学
计划“工程材料’’课程教学大纲编写的。内容涵盖工程材料的基本性质、天然石材、水泥、混凝
土、建筑砂浆、建筑钢材、防水材料、木材等方面。
    本书在编写过程中，力求体现职业教育的特色，注重理论联系实际与专业技能的培养，实
现培养应用型和技能型专业人才的目标。全书深入浅出，语言精练；在内容上推陈出新，侧重
介绍工程材料领域的新技术和新材料，并采用了现行的*新标准、规范及法定计量单位；每章
均有学习目标和复习思考题，便于使用者查阅和掌握内容重点。
    本书由包头铁路工程学校闫宏生主编，合肥铁路工程学校张美琴主审。参加编写工作的
人员有：包头铁路工程学校闫宏生(绪论、第4章、第9章、工程材料试验)，包头铁路工程学校
惠青燕(第1章、第3章)，天津铁道职业技术学院蒋君(第5章5．1～5．5节)，合肥铁路工程学
校李立胜(第5章5．6节、第6章)，武汉铁路桥梁学校付恩琴(第7章)，齐齐哈尔铁路工程学
校张维丽(第2章、第8章8．1～8．4节)，成都铁路运输学校周虹(第8章8．5节、第10章、第
1l章)。
    由于编者水平有限，书中难免存在疏漏或不妥之处，恳请读者批评指正。
    编  者
    2007年9月

建筑砂浆
    [学习目标]本章主要介绍建筑砂浆的材料组成、技术性质和配合比设计。通过本章的学
习，了解砂浆的种类及运用范围，掌握建筑砂浆的技术性质、检测方法及砌筑砂浆的配合比
设计。
    建筑砂浆由胶凝材料、细骨料、掺合料和水拌制而成。在房屋建筑、铁路桥涵、隧道、路肩、
挡土墙等砖石砌体中，需要用砂浆进行砌筑和灌缝；在墙面、地面、结构表面，需要用砂浆抹面
或粘贴饰面材料，起保护和装饰作用。因此，砂浆是土建工程中广泛应用的工程材料。
    按所用胶凝材料种类，建筑砂浆可分为水泥砂浆、石灰砂浆、水泥混合砂浆、石灰黏土砂
浆、水玻璃砂浆等。
    按用途，建筑砂浆可分为砌筑砂浆、抹面砂浆、装饰砂浆、防水砂浆、防酸砂浆等。
    6．1  砌筑砂浆    ．
    用于砌筑砖石砌体的砂浆称为砌筑砂浆。在砌体中砌筑砂浆起着粘结、衬垫和传递应力
的作用，是砌体结构中的重要材料，常用的砌筑砂浆有水泥砂浆和水泥混合砂浆。
    6．1．1砌筑砂浆的组成材料
    砌筑砂浆的组成材料主要有胶凝材料、细骨料(砂)、掺合料、水和外加剂。
    1．胶凝材料
    砌筑砂浆中所用胶凝材料主要有水泥和石灰。水泥是配制各类砂浆的主要胶凝材料。为
合理利用资源，节约原材料，在配制砂浆时应尽量选用中、低强度等级的水泥。水泥砂浆采用
的水泥，其强度等级不宜大于32．5级；水泥混合砂浆采用的水泥，其强度等级不宜大于
42．5级。
    2．砂
    为满足砂浆和易性要求，又节约水泥，砌筑砂浆用砂宜选用中砂，毛石砌体宜选用粗砂。
因含泥量会影响砂浆的强度、变形性能和耐久性，强度等级为M5的水泥砂浆，砂的含泥量不
应超过5％；强度等级为M2．5的水泥混合砂浆，砂的含泥量不应超过10％。
    3．水
    配制砂浆用水应采用不含有害物质的洁净水，应符合国家标准《混凝土用水标准》(JGJ
63—2006)的规定。    
     4．掺合料
    为改善砂浆的和易性和节约水泥，降低生产成本，便于施工，在砂浆中常掺入部分掺合料。
    常用的掺合料有石灰膏、黏土膏、粉煤灰等。
    (1)石灰膏
    采用生石灰熟化成石灰膏时，应用筛孔尺寸不大于3 mm×3 mm的筛网过滤，熟化时间
    不得少于7 d；磨细生石灰的熟化时间不得小于2 d。沉淀池中储存的石灰膏，应采取防止干
    燥、冻结和污染的措施。严禁使用脱水硬化的石灰膏。
    (2)黏土膏
    采用黏土或亚黏土制备黏土膏时，宜用搅拌机加水搅拌，通过筛孔尺寸不大于3 mm×
    3 mm的筛网过滤。用比色法鉴定黏土中的有机物含量时应浅于标准色。
    (3)电石膏
    制作电石膏的电石渣应用筛孔尺寸不大于3 mm×3 mm的筛网过滤，检验时应加热至
    70。C并保持20 min，没有乙炔气味后，方可使用。
    (4)消石灰粉不得直接用于砌筑砂浆中。
    (5)石灰膏、黏土膏和电石膏试配时的稠度，应为(120+_5)mm。
    (6)粉煤灰    ．
    粉煤灰的品质指标应符合国家标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰>KGB 1596—91)的规定。
    5．外加剂
    为改善砂浆的和易性、抗裂性、抗渗性等，提高砂浆的耐久性，可在砂浆中掺入外加剂。砌
    筑砂浆中掺入的外加剂，应具有法定检测机构出具的该产品砌体强度形式检验报告，并经砂浆
    性能试验合格后，方可使用。
    6．1．2砌筑砂浆的技术性质
    1．砂浆的和易性
    新拌砂浆应具有良好的和易性，在运输和施工过程中不分层、泌水，能够在粗糙的砖石表
    面铺抹成均匀的薄层，并与底面材料粘结牢固。砂浆和易性是指砂浆拌合物便于施工操作，保
    证质量均匀，并能与所砌基面牢固粘结的综合性质，包括流动性和保水性两个方面。
    (1)流动性(稠度)    、
    砂浆的流动性是指砂浆在自重或外力作用下产生流动的性能，用沉入度表示。
    沉入度是以砂浆稠度测定仪的圆锥体沉人砂浆内深度表示。沉人度越大，说明砂浆的流
    动性越大。若流动性过大，砂浆较稀，施工时易分层、泌水；若流动性过小，砂浆较稠，不便施工
    操作，灰缝不易填充，所以新拌砂浆应具有适宜的稠度。砂浆流动性的选择与砌体材料的种
    类、施工方法及施工环境有关。不同砌体用砂浆稠度按表6—1取值。
   
     (2)保水性
    砂浆的保水性是指砂浆拌合物保持水分的能力。保水性好的砂浆，在存放、运输和使用过
  程中，能够很好地保持水分不致很快流失，各组分不易分离，在砌筑过程中容易铺成均匀密实
  的砂浆层，能使胶结材料正常水化，从而保证工程质量。砂浆的保水性用分层度表示。
    分层度是在砂浆拌合物测定其稠度后，再装入分层度测定仪中，静置30 min后，移去上筒
部分砂浆，用下筒砂浆再测其稠度，两次稠度之差值即为分层度，以mm表示。
    砂浆保水性大小与砂浆材料组成有关。胶凝材料数量不足时，砂浆保水性差；砂粒过粗，
砂浆保水性随之降低。
    砌筑砂浆的分层度不得大于30 mm。分层度过大(如大于30 mm)，砂浆容易泌水、分层
或水分流失过快，不利于施工和水泥硬化；如果分层度过小(如小于10 mm)，砂浆过于干稠而
不易操作，易出现干缩开裂。
    2．强度
    砂浆在砌体中主要起粘结和传递荷载的作用，因此应具有一定的强度。砂浆的强度等级
是以边长为70．7 mm．的立方体试件，在标准养护条件下，用标准试验方法测得28 d龄期的抗
压强度值为依据而确定的。
    砌筑砂浆的强度等级分M20、M15、M10、M7．5、M5、M2．5六个等级。
    影响砂浆强度大小的因素很多，如砂浆的材料组成、配合比、施工工艺、拌和时间、砌体材
料的吸水率、养护条件等，对砂浆强度大小都有一定程度的影响。
    3．砂浆的黏结力
    由于砖石等砌体是靠砂浆黏结成为坚固的整体，而黏结力的大小将直接影响整个砌体的
强度、耐久性和抗震能力，因此，砌筑砂浆必须具有足够的黏结力。一般来说，砂浆的黏结力随
其抗压强度的增大而提高。同时，也与砌体材料的表面状态、清洁程度、润湿状况和施工养护
条件有关。
    4．砂浆的变形
    砂浆在承受荷载、温度变化或湿度变化时，均会产生变形。如果变形过大或不均匀，则会
降低砌体的质量，引起沉陷或开裂。   
    5．抗冻性
    严寒地区的砌体结构对砂浆抗冻性有一定的要求。具有抗冻要求的砌筑砂浆，经一定次
数冻融试验后，其质量损失不得大于5％，抗压强度损失不得大于25％。
    6．表观密度
    水泥砂浆拌合物的表观密度不宜小于1 900kg／立方米；水泥混合砂浆拌合物的表观密度不
宜／J、于1 800 kg／立方米 
    7．水泥用量
    水泥砂浆中水泥用量不应小于200kg／立方米；水泥混合砂浆中水泥用量与掺合料总量宜为
300～350 kg／立方米。
    6．1．3砌筑砂浆配合比设计
    为了做到经济合理，确保砌筑砂浆的质量，在《砌筑砂浆配合比设计规程》(JGJ 98—
2000)中，对砌筑砂浆的材料要求和配合比设计作了具体的规定。