建筑砂浆实验：实配配合比计算及材料用量确定

【要求】　了解砂浆和易性的概念、影响砂浆和易性的因素和改善和易性的措施，掌握砂浆和易性的测定方法。了解影响砂浆强度的主要因素，掌握砂浆强度试样的制作、养护和测定方法。

本节实验采用的标准及规范：

《建筑砂浆基本性能实验方法》（JGJ 70—1990）。标准适用范围：以水泥、砂、石灰和掺和料等为主要原料，用于一般房屋建筑中的砌筑砂浆、抹面砂浆的基本性能的测定。

一、砂浆拌制和稠度测试

（一）实验目的

检验砂浆的流动性，主要用于确定配合比或在施工过程中控制砂浆稠度，从而达到控制用水量的目的。

（二）主要仪器设备

砂浆搅拌机；拌和铁板（约1.5 m×2 m、厚度约3 mm）；磅秤（称量50 kg、感量50 g）；台秤（称量10 kg、感量5 g）；量筒（100 mL 带塞量筒）；砂浆稠度测定仪（如图6-1 所示）；容量筒（容积2 L，直径与高大致相等），带盖；金属捣棒（直径为10 mm、长度为350 mm、一端为弹头形）；拌和用铁铲；抹刀；秒表等。

（三）试样准备

1.一般规定

拌制砂浆所用的原料应符合各自相关的质量标准。测试前要事先将原料运入实验室内，拌和时实验室温度应保持在（20±5）℃范围内；拌和砂浆所用的水泥如有结块时，应充分混合均匀，以0.9 mm 筛过筛，砂子粒径应不大于5 mm；拌制砂浆时所用材料应以质量计量，水泥、外加剂等的称量精度为±0.5%；砂、石灰膏、黏土膏及粉煤灰等的称量精度为±1%。搅拌时可用机械搅拌或人工搅拌，用搅拌机搅拌时，其搅拌量不宜少于搅拌机容量的20%，搅拌时间不宜少于2 min。

计算实配配合比，确定各种材料的用量并将配合比填入实验报告册。

2.砂浆的拌制

拌制前应将搅拌机、拌和铁铲、拌和铁板、抹刀等工具表面用湿抹布擦拭，拌板上不得有积水。

图6-1　砂浆稠度测定仪（单位：mm）

1—底盘；2—调节螺丝；3—齿条旋钮；4—试锥滑杆；5—试锥滑杆制动螺丝；6—试锥；7—圆锥形砂浆容器；8—容器座；9—表盘升降架；10—指针及调零螺钮；11—刻度盘；12—齿条测杆；13—手柄；14—试锥架；15—立柱；16—底盘水平调整螺丝；17—锁紧螺母

（1）人工拌和方法

①将称量好的砂子倒在拌和铁板上，然后加入水泥，用拌和铁铲拌和至混合物颜色均匀为止。

②将混合物堆成堆，在其中间做一凹槽，将称量好的石灰膏（或粘土膏）倒入其中，再加适量的水将石灰膏或粘土膏调稀（若为水泥砂浆，则将量好的水的一半倒入凹槽中），然后与水泥、砂子共同拌和，用量筒逐次加水拌和，每翻拌一次，需用拌和铁铲将全部砂浆压切一次，直至拌和物色泽一致，和易性凭经验（可直接用砂浆稠度测定仪上的试锥测试）调整到符合要求为止。

③一般每次拌和从加水完毕时至完成拌制需3～5 min。

（2）机械拌和方法

①用正式拌和砂浆时的相同配合比先拌适量砂浆，使搅拌机内壁粘附一层薄水泥砂浆，可使正式拌和时的砂浆配合比成分准确，保证拌和质量。

②先称量好各项材料，然后依次将砂子、水泥装入搅拌机；开动搅拌机将水徐徐加入（混合砂浆需将石灰膏或黏土膏用水调稀至浆状），搅拌3 min（搅拌的容量不宜少于搅拌机容量的20%，搅拌时间不宜小于2 min）；将砂浆拌和物倒入拌和铁板上，用拌和铁铲翻拌两次，使之混合均匀。

（四）测定方法与步骤

先将盛砂浆的圆锥形容器和试锥表面用湿抹布擦拭干净，检查试锥滑杆能否自由滑动；将拌和好的砂浆拌和物一次装入圆锥筒内至筒口下10 mm 左右，用捣棒自容器中心向边缘插捣25 次，随后轻轻地将容器摇动或敲击5～6 下，使砂浆表面平整；然后置于测定仪下；扭松试锥滑杆制动螺丝，使固定在支架上的滑杆下端的圆锥体锥尖与砂浆表面刚刚接触，拧紧试锥滑杆制动螺丝，旋动尺条旋钮使尺条测杆下端刚好接触到试锥滑杆的上端，再调整刻度盘上的指针对准零点；然后，突然放松试锥滑杆制动螺丝，使圆锥体自由沉入砂浆，待10 s后，拧紧制动螺丝，旋动尺条旋钮使尺条测杆下端刚好接触到试锥滑杆的上端，从刻度盘上读出圆锥体自由沉人砂浆的沉深度（精确至1 mm），即为砂浆的稠度值（沉入度）。注意：圆锥形容器内的砂浆只允许测定一次稠度，重复测定时，应重新进行取样后再进行测定。

（五）结果计算与数据处理

取两次测试结果的算术平均值作为实验砂浆的稠度测定结果（计算值精确至1 mm），如两次测定值之差大于20 mm，应另取砂浆配料搅拌后重新测定。将测定及计算结果记录在实验报告册表中。

二、砂浆分层度测试

（一）实验目的

检验砂浆分层度，以衡量砂浆拌和物在运输、停放、使用过程中的离析、泌水等内部组分的稳定性，分层度也是砂浆和易性指标之一。

图6-2　砂浆分层度仪

（单位：mm）
1—无底圆筒；2—连接螺栓；3—有底圆筒

（二）主要仪器设备

砂浆分层度仪（如图6-2 所示）；木槌；一端为弹头形的金属捣棒等。

（三）试样准备

与前述砂浆制备方法相同。

（四）实验方法与步骤

先用前述方法测定砂浆的稠度（沉入度），把砂浆分层度仪上下圆筒连接在一起，旋紧连接螺栓的螺母；将拌好的砂浆一次装入砂浆分层度筒中，装满后用木槌在分层度仪筒体距离大致相等的四个不同部位轻轻敲击1 ～2 次；用同批拌制的砂浆将筒口装满，刮去多余的砂浆；用抹刀将筒口的砂浆沿筒口抹平；静止30 min 后，旋松连接螺栓的螺母；除去上筒200mm 高的砂浆，剩余下筒100 mm 砂浆重新拌和；再用前述方法测定砂浆的稠度（沉人度）。两次沉入深度的差值称为分层度，以mm 表示。保水性良好的砂浆，其分层度较小。

（五）结果计算与数据处理

取两次实验结果的算术平均值作为该批砂浆的分层度值。若两次分层度测试值之差大于20 mm，则应重新取样测试。将结果记录在实验报告册表中。

三、砂浆立方体抗压强度实验

（一）实验目的(www.xing528.com)

测试砂浆的抗压强度是否达到设计要求。

（二）主要仪器设备

①压力实验机，采用精度（示值的相对误差）不大于±2%的实验机，其量程应能使试件的预期破坏荷载值不小于全量程的20%，也不大于全量程的80%。

②砂浆试模：边长为70.7 mm×70.7 min×70.7 mm，有底、无底的金属试模。

③钢捣棒（直径10 mm，长350 mm，端头磨圆）、批灰刀、抹刀、大面平整的黏土砖、刷子。

④其他设备同于砂浆稠度实验。

（三）试样制备

①砌砖砂浆试块。

a.将内壁事先涂刷薄层机油的无底试模，放在预先铺有吸水性较好湿纸的平整普通砖上。

b.砂浆拌好后一次装满试模内，用直径10 mm、长350 mm 的钢筋捣棒（其一端呈半球形）均匀插捣25 次，然后在四侧用批灰刀沿试模壁插捣数次，砂浆应高出试模顶面6～8 mm。

c.当砂浆表面开始再出现麻斑状态时（15 ～30 min），将高出部分的砂浆沿试模顶面削平。

②砌石砂浆试块。

a.试样用带底试模制作。

b.砂浆分两层装入试模（每层厚度约40 mm），每层均匀插捣12 次，然后沿模壁用抹刀插捣数次。砂浆应高出试模顶面6～8 mm，1～2 h 内，用刮刀刮掉多余的砂浆，并抹平表面。

（四）试块养护

①试件制作完成后应在（20±5）℃的环境中停置一昼夜（24±2）h，当气温较低时，可以适当延长时间，但不应超过两昼夜，然后进行编号拆模（要小心拆模，不要损坏试块边角）。

②试块拆模后，应在标准养护条件或自然养护条件下持续养护至28 d，然后进行试压。

③标准养护。水泥混合砂浆应在温度为（20±3）℃，相对湿度为60%～80%的条件下养护；水泥砂浆或微沫砂浆应在温度为（20±3）℃，相对湿度为90%以上的潮湿条件下养护。

④自然养护。水泥混合砂浆应在正常温度，相对湿度为60%～80%的条件下（如养护箱中或不通风的室内）养护；水泥砂浆和微沫砂浆应在正温度并保持试块表面湿润的状态下（如湿砂堆中）养护。养护期间必须作好温度记录。

（五）实验方法与步骤

①将试样从养护地点取出后应尽快进行实验，以免试件内部的温度和湿度发生显著变化。测试前先将试件表面擦拭干净，并以试块的侧面作承压面，测量其尺寸，检查其外观。试块尺寸测量精确至1 mm，并据此计算试件的承压面积。若实测尺寸与公称尺寸之差不超过1 mm，可按公称尺寸进行计算。

②将试件置于压力机的下压板上，试件的承压面应与成型时的顶面垂直，试件中心应与下压板中心对准。

③开动压力机，当上压板与试件接近时，调整球座，使接触面均衡受压。加荷应均匀而连续，加荷速度应为0.5～1.5 kN/s（砂浆强度不大于5 MPa 时，取下限为宜，大于5 MPa 时，取上限为宜），当试件接近破坏而开始变形时，停止调整压力机油门，直至试件破坏，记录下破坏荷载Ⅳ。

（六）结果计算与数据处理

①单个砂浆试块的抗压强度按下式计算（精确至0.1 MPa）：

式中　fm，cu——单个砂浆试块的抗压强度，MPa。

　　　Nu——破坏荷载，N。

　　　A——试块的受力面积，mm2。

②每组试样至少应备6 块，取其6 个实验结果的算术平均值（计算精确至0.1 MPa）作为该组砂浆的抗压强度。当6 个实验结果的最大值或最小值与平均值的差超过20%时，以中间4 个试样的平均值作为该组试样的抗压强度值。

③砂浆强度检验评定

砌筑砂浆强度检验评定根据《砌体工程施工质量验收规范》（GB 50203—2002）的要求进行。

a.每一检验批不超过250 m3，砌体的各类型及各强度等级的砌筑砂浆，每台搅拌机应至少抽检一次。

b.在施工现场砂浆搅拌机出料口随机取样制作砂浆试块（同盘砂浆只应做一组试块）。

c.砂浆强度应以标准养护、龄期为28 d 的试块抗压实验结果为准。

同一验收批的砌筑砂浆试块强度验收时，其强度合格标准应同时符合下列要求：

式中　f2，m——同一验收批中砂浆试块立方体抗压强度平均值，MPa。

　　　f2——验收批砂浆设计强度等级所对应的立方体抗压强度，MPa。

　　　f2，min——同一验收批中砂浆试块立方体抗压强度的最小一组平均值，MPa。

砌筑砂浆的验收批，同一类型、强度等级的砂浆试块应不少于3 组。当同一验收批只有一组试块时，该组试块抗压强度的平均值必须大于或等于设计强度等级所对应的立方体抗压强度。

④将实验结果记录在实验报告册的相应栏目中。