砂浆配合比设计现代配合比设计手册.doc

第八章 砂浆配合比设计砂浆是由胶凝材料、细集料和水组成。胶凝材料有水泥、石灰、石膏等。细集料主要是砂，也有用工业废渣和石屑等。砂浆按胶凝材料不同，可分为水泥砂浆，石灰砂浆和混合砂浆等；按用途可分为砌筑砂浆和抹灰砂浆；此外还有一些保温、吸声用砂浆。第一节 砌筑砂浆配合比设计用于砌筑砖、石、砌块等砌体的砂浆统称为砌筑砂浆。一、原材料的技术要求水泥 常用的5种水泥均可使用，但不同品种的水泥不得混合使用。选用水泥的强度一般为砂浆的强度45倍为宜，如强度太高，则应加掺合料。对特殊用途的砂浆，要选用相应的特种水泥。砂子 宜采用中砂，并应过筛，不得含有草根等杂物。砂浆强度等于或大于m5级的水泥混合砂浆，砂的含泥量不应超过5%；强度小于m5的水泥混合砂浆，砂的含泥量不应超过10%(技术要求详见混凝土细集料有关规定)。石灰 生石灰熟化石灰膏时，熟化时宜用不大于3孔径筛过滤，并使其充分熟化，熟化时间不得少于15d。沉淀池中贮存的石灰膏，应防止干燥、冻结和污染；不得含有未熟化颗粒。严禁使用脱水硬化的石灰膏。水 应采用不含有害物质的洁净水。掺合料 掺合料技术要求见表8-1所示。砂浆中常用的掺合料 表8-1掺合料名称材料来源及技术要求使用方法粘土干法：将砂浆烘干磨细湿法：将砂浆加淋浆，用6筛过筛、沉淀直接放入搅拌电石膏气焊用的电气水化后，经泌水，去渣得直接放入搅拌粉煤灰电厂、烟囱排灰直接放入搅拌塑化剂皂化松香：松香和氢氧化钠加热熔化得纸浆废液硫酸盐酒精废液加水稀释后放入搅拌注：采用细砂地区，砂的含泥量可经试验后酌情放大。二、配合比设计砌筑砂浆配合比的设计，就是要计算出每立方米砂浆中水泥、石灰膏、砂子的用量。根据砌体施工规范的规定，砂浆强度应满足：体强度等级砂浆试块的平均强度不得低于设计强度，即砂浆配合比的强度比设计强度提高一定幅度，此值应根据当地实际强度标准差，见表8-2来决定。无统计数据，可按表8-2取用选配砂浆配合比。砂浆的稠度应满足表8-3要求，保水性良好。计算步骤1确定砂浆的试配强度，按下式计算：fm,o=f2+0.645，式中：fm,o砂浆的试配强度，精确至0.1mpa；f2砂浆抗压强度平均值，精确至0.1mpa；砂浆现场强度标准差，精确至0.1mpa。砂浆强度标准差选用值(mpa) 表8-2施工水平强度等级m2.5m5m7.5m10m15m20优良0.501.001.502.003.004.00一般0.621.251.882.503.755.00较差0.751.502.253004.506.00砌筑砂浆的稠度 表8-3砌体种类烧结普通砖砌体轻集料混凝土小型空心砌块砌体烧结多孔砖，空心砖砌体烧结普通砖平拱式过梁或空斗墙，筒拱或普通混凝土小型空心砌块砌体或加气混凝土砌块砌体石砌体稠度()709060906080507030502计算水泥用量，按下式计算：qc=1000(fm,o-)/(afce),式中：qc每立方米砂浆的水泥用量，精确至1kg；fm,o砂浆的试配强度，精确至0.1mpa；a、水泥特征系数，其中a=3.03，=-15.09(各地区也可用本地区试验资料确定a、值，统计用的试验组数不得少于30组)；fce水泥的实测强度，精确至0.1 mpa(在无法取得水泥的实测强度值时，可按下式计算:fce=rc.fce,k,fce,k为水泥强度等级对应的强度值；rc为水泥强度富余系数，该值应按实际统计资料确定，无统计资料时可取1.0)。每立方米砂浆的qc也可根据已知水泥强度fce和所需配制的砂浆强度fm,o由表8-4查得。 水泥用量、水泥强度与砂浆强度关系 表8-4水泥用量(qc)砂浆的强度fm,0(当水泥强度为下列各数值时)(mpa)32.534.036.038.040.042.544.546.548.01001101201301401501601701801902002102202302401502602702802903001.72.02.22.52.83.13.43.74.04.44.85.15.55.96.46.87.27.78.28.79.21.82.12.32.62.93.23.63.94.24.75.05.45.86.36.87.37.78.28.79.29.71.92.22.52.83.13.43.84.14.54.95.35.76.26.67.17.68.18.69.19.710.22.02.32.62.93.33.64.04.44.85.25.66.06.47.07.58.08.59.19.610.210.82.12.42.73.13.43.84.24.65.05.45.96.36.87.37.98.49.09.510.110.711.32.22.52.83.23.64.04.44.85.25.76.26.67.27.78.28.89.410.010.611.211.92.32.63.03.33.74.14.65.05.55.96.46.97.58.18.69.29.810.511.011.712.42.42.73.13.53.94.34.85.25.76.26.77.27.88.49.09.610.210.911.512.213.02.52.93.23.64.14.55.05.56.06.57.07.58.18.79.410.010.611.312.012.813.5注：表中所列的数据是根据实践经验推导出来的，所以与公式计算的数字有差异，应以试验符合试配强度要求的配合比为准。3计算掺合料的用量:为了改进砂浆的稠度,提高保水性,可掺入石灰膏或粘土膏。每m3砂浆中的掺合料(石灰膏或粘土膏)用量按下式计算：qd=qa-qc式中：qd每立方米砂浆的掺加料用量，精确至1kg；石灰膏、粘土膏使用时的稠度为1205；qa每立方米砂浆中水泥和掺加量的总量，精确至1kg；宜在300350之间；qc每立方米砂浆的水泥用量，精确至1kg。4砂子用量，每立方米砂浆中的砂子用量，应按干燥状态(含水率小于0.5%)的堆积密度值作为计算值()。5水的用量，每立方米砂浆中的用水量，根据砂浆稠度等要求可选用240310。(1混合砂浆中的用水量，不包括石灰膏或粘土膏中的水；2当采用细砂或粗砂时，用水量分别取上限或下限；3稠度小于70时，用水量可小于下限；4施工现场气候炎热或干燥季节，可酌量增加用水量。)试配为了准确地确定每m3砂浆中的水泥用量，常用23个水泥用量，求出砂浆配合比，进行试验，从试验结果中选出强度较适合的配合比，作为施工配合比。配合比计算实例例1 用32.5级普通水泥，含水率小于0.5%的砂，配制m5级水泥砂浆。问每m3砂浆要用多少水泥和砂？fm,o=f2+0.645=5+0.6451.25(按一般施工水平确定)=5.8mpa水泥用量qc=1000(fm,o-)/(a.fce)=1000(5.8+15.09)/(3.0332.5)=212kg砂子用量为1m3。(设砂子的表观密度为1500kg/m3，则砂子质量为qs=11500=1500kg)由计算等m5级水泥砂浆材料用量为qc=204kg; qs=1500kg，其质量配合比为:水泥:砂=1:7.4。例2 用32.5级普通水泥，含水率小于0.5%的砂，配制m2.5级混合砂浆。问每m3砂浆要用多少水泥、石灰膏和砂？fm,o=f2+0.645=2.5+0.6450.62(按一般施工水平确定)=2.9mpa水泥用量qc=1000(fm,o-)/(a.fce)=1000(2.9+15.09)/(3.0332.5)=183kg石灰膏用量qd=350-qc=350-183=167砂子用量为1m3。(设砂子的表观密度为1500kg/m3，则砂子质量为qs=11500=1500kg)由计算等m2.5级混合砂浆材料用量为qc=204kg; qs=1500kg，qd=167;其质量配合比为:水泥:砂:石灰膏=1:8.2:0.91。水泥砂浆材料用量 可按表8-5选用。每立方米水泥砂浆材料用量 表8-5强度等级每m3砂浆水泥用量()每m3砂浆砂用量()每m3砂浆水用量()m2.5m52002301m3砂子的堆积密度值270330m7.5m10220280m15280340m20340400注：1此表水泥强度等级为32.5级，大于32.5级水泥用量宜取下限；2根据施工水平合理选择水泥用量；3当采用细砂或粗砂时，用水量分别取上限或下限；4稠度小于70时，用水量可小于下限；5施工现场气候炎热或干燥季节，可酌量增加用水量；6试配强度应按j65-2000规程5.1.2条计算。常用砌筑砂浆参考配合比1混合砂浆参考配合比，如表8-6所示。 表8-6水泥强度等级(mpa)砂浆强度等级(mpa)配合比(水泥:石灰膏:砂)每m3砂浆材料用量()水泥石灰膏砂32.5级矿渣水泥m1.0m2.5m5.0m7.5m101:3.70:20.901:1.73:13.181:0.94:8.531:0.50:6.591:0.27:5.587011017022026026019016011070145042.5级普通水泥m2.5m5.0m7,5m101:1.95:14.51:1.35:11.151:0.73:8.791:0.56:7.251001301652001951761201121450注：以上配合比所用砂均为中砂。2微沫砂浆参考配合比，如表8-7所示。 表8-7砂浆强度等级(mpa)配合比(水泥:石灰膏:砂)微沫剂掺量(%)每m3砂浆材料用量()水泥石灰膏砂m2.5m5.01:0.87:13.01:0.42:7.953211011896761430m7.5m101:0.28:6.651:0.17:5.281121527060461430注：以上配合比中水泥为32.5级矿渣水泥；砂为中砂。3水泥粉煤灰混合砂浆参考配合比，如表8-8所示。 表8-8水泥强度等级(mpa)砂浆强度等级(mpa)配合比(水泥:石灰膏:粉煤灰:砂)每m3砂浆材料用量()水泥石灰膏磨细粉煤灰砂32.5级矿渣水泥m2.5m5.0m7.5m101:1.54:1.54:16.201:0.66:0.66:9.121:0.49:0.49:7.481:0.23:0.23:6.1090160195240135105959513510595951460第二节 抹灰砂浆配合比设计以薄层涂抹在建筑物表面的砂浆称为抹灰砂浆。抹灰砂浆按用途分类可分为一般抹灰砂浆、装饰砂浆和防水砂浆；按材料不同可分为水泥砂浆、白灰砂浆和混合砂浆。抹灰砂浆可保护墙体不受风雨、潮气等侵蚀，提高墙体防潮、防风化、防腐蚀的能力，增加墙体的耐久性；同时使墙面、地面等建筑部位平整、光滑、清洁美观。一、原材料质量要求水泥采用的五种水泥均可使用，不同品种的水泥不得混合使用。其品种、强度应符合设计要求。石灰膏用生石灰化成石灰膏时，熟化时间以1个月以上为宜，其他要求同砌筑砂浆。砂子抹灰用的砂最好是中砂，或中砂与粗砂掺合使用。要求颗粒坚硬洁净，含粘土、泥灰、粉末等不得超过有关规定，由于地区的局限性，细砂也可使用，但粉砂不宜使用。砂在使用前应过筛对砂子的其他技术要求和砌筑砂浆相同。对砂子最大粒径要求见表8-10。水应采用不含有害物质的洁净水。石膏石膏应磨成细粉，无杂质，其凝结时间不应超过表8-9规定。建筑石膏凝结时间(min) 表8-9项次建筑石膏模型石膏一等二等三等初凝不早于终凝不早于终凝不迟于5730463036304620电石膏一般可用于砖基层的底层抹灰，并需根据工程要求适当掺些水泥，以加强砂浆强度。粘土应选用砂质粘土，使用前过筛。炉渣炉渣使用前应过筛，并浇水润透，一般15d左右。使用粒径不宜超过1.22。色石子色石子是由天然大理石破碎而成，具有多种色泽，多用作水磨石、水刷石及剁斧石的集料。麻刀、纸筋、玻璃丝、草秸麻刀、纸筋、玻璃丝、草秸在抹灰层中起拉结和骨架作用，提高抹灰层的抗拉强度，增强抹灰层的弹性和耐久性，使抹灰层不易裂缝脱落。麻刀：以均匀、坚韧、干燥、不含杂质为好，长度为23，随用随敲打松散。每5000g石灰膏掺500g麻刀，搅拌均匀成麻刀灰。抹屋面青灰和室内顶棚打底应适当增加麻刀。纸筋：有干纸筋和湿纸筋(俗称纸浆)两种。干纸筋的用法是在淋生石灰时，把干纸筋撕碎泡在水桶内，然后按1000g石灰膏加2750g纸筋的比例掺到淋灰池内。使用时需要过3mm孔径的筛，或用小钢磨搅磨成纸筋灰使用。湿纸筋使用时先用清水浸透，每1000g石灰膏掺2900g纸浆搅拌均匀，过筛和搅磨方法同上。玻璃丝：抹灰中用的玻璃丝要剪成长度1左右。使用时每1000g白灰膏掺加200300g，不宜过多，并要搅拌均匀成为玻璃丝灰。玻璃丝耐热，耐腐蚀而且价格便宜。但在抹灰表面容易有玻璃丝伸出，刺激皮肤，所以最好不用于一般装修工程上。在搅拌玻璃丝灰时由于玻璃丝灰时由于玻璃丝容易飞扬，操作人员要戴防护眼镜、口罩、手套等劳动保护用品。草秸：将稻草或麦秸断成56长，泡在石灰水中，在常温中经半月后即可使用。(11) 颜料掺入装饰砂浆中的颜料，应用耐碱、耐日光的矿物颜料。二、配合比设计设计要求抹灰砂浆配合比设计，应满足以下要求：1流动性 砂浆的流动性用稠度表示，稠度的大小用沉入度试验来确定，见表8-10。抹灰砂浆流动性级集料最大粒径 表8-10抹面层名称沉入度()砂子最大粒径()人工操作机械施工底层中层面层1012799108978782.62.61.22保水性 抹灰砂浆保水性仍用分层度表示。抹灰砂浆的分层度应根据施工条件选定，一般情况下要求分层度在12之间。分层度接近于0的砂浆，易产生干缩裂缝，不宜作抹灰用。分层度大于2的砂浆，容易离析，施工不便。3粘结力 粘结力即粘结强度。为了保证砂浆与基层粘结牢固，砂浆应具有一定的粘结强度。影响砂浆粘结强度的因素很多，有砂浆成分、水灰比、基层的湿度，基层表面的清洁及粗糙程度，操作技术和养护条件等。一般情况下，砂浆的粘结力随砂浆的抗压强度增大而提高。有的高级抹灰为了增大粘结力在砂浆中掺入乳胶或107胶等。设计方法根据对抹灰砂浆的质量要求，通过试验确定。表8-118-13所示的配合比，可供设计参考。一般抹面砂浆的配合比 表8-11名称分层做法厚度()普通砖墙抹石灰砂浆1:3石灰砂浆打底纸筋灰、麻刀灰或玻璃丝灰罩面10152普通砖墙抹水泥砂浆1:3水泥砂浆打底1:2.5水泥砂浆10155墙面抹混合砂浆1:0.3:3(或1:1:6)水泥砂浆打底1:0.3:3水泥石灰砂浆罩面135混凝土墙、石墙抹水泥砂浆水泥砂浆一遍后1:3水泥砂浆打底1:2.5水泥砂浆罩面135混凝土墙、石墙抹灰纸筋灰水泥浆一遍后1:3:9水泥石灰砂浆打底纸筋灰、麻刀灰或玻璃丝灰罩面132加气混凝土墙抹石灰砂浆1:3:9水泥石灰砂浆打底1:3石灰砂浆找平纸筋灰、麻刀灰或玻璃丝灰罩面3132立墙抹草秸泥1:3石灰膏大泥掺草秸打底纸筋灰、麻刀灰或玻璃丝灰罩面132混凝土顶棚抹混合砂浆1:0.5:1(或1:1:4)水泥石灰砂浆打底1:3:9(或1:0.5:4)水泥石灰砂浆纸筋灰、麻刀灰或玻璃丝灰罩面262板条或苇箔顶棚抹灰麻刀灰掺10%质量的水泥或1:0.5:4麻刀灰水泥砂浆1:2.5石灰砂浆(砂子过3筛)1:2.5石灰砂浆找平层(略掺麻刀)纸筋灰、麻刀灰或玻璃丝灰罩面352苇箔金属网顶棚抹灰1:3:6水泥砂子麻刀灰1:1:5水泥石灰砂浆(砂子过3筛)1:2.5石灰砂浆找平纸筋灰、麻刀灰或玻璃丝灰罩面262石膏粉刷基层用麻刀石灰砂浆(0.006:1:23=麻刀:石灰:砂)找底(底层)石膏粉浆(石膏粉:水:石灰膏=13:6:4)(质量比)202523抹重晶石砂浆1:3水泥砂浆打底重晶石砂浆(1:0.25:4:5=水泥:重晶石砂:重晶石粉:砂粉)面层12厚度按设计要求抹(喷)蛭石(或珍珠岩砂)保温砂浆1:1.5或1:3水泥砂浆打底1:1:5或1:1:10水泥石蛭石灰浆(或1:1:9水泥石灰珍珠岩砂)1:1:610水泥石灰蛭石灰浆面层(或1:1:9水泥石灰珍珠岩砂)23810810抹耐酸砂浆基层用1:3水泥砂浆填补剔平，做隔离层耐酸胶泥一遍分层抹耐酸砂浆，每层厚23厚度按设计要求抹防水砂浆基层用水泥浆及1:3水泥砂浆抹平抹严采用五层做法第一层：防水水泥浆(水泥:水:防水剂=1:0.4:0.01质量比)第二层：防水水泥砂浆(水泥:砂:水:防水剂=1:2.5:0.45:0.01质量比)第三层：同第一层第四层：同第二层第五层：防水水泥浆(水泥:水:防水剂=1:0.6:0.01质量比)2452450.51抹面砂浆应用范围 表8-12材料配合比(体积)应用范围石灰:砂1:21:4用于砖石墙表面(檐口、勒脚、女儿墙以及潮湿房间的墙除外)石灰:粘土:砂1:1:41:1:8干燥环境墙表面石灰:石膏:砂1:0.4:21:1:3用于潮湿房间的本质表面石灰:石膏:砂1:0.6:21:1.5:3用于不潮湿房间的墙及天花板石灰:石膏:砂1:2:21:2:4用于不潮湿房间的线脚及其他修饰工程石灰:水泥:砂1:0.5:4.51:1:6用于檐口、勒脚、女儿墙外脚以及潮湿部位水泥:砂1:31:2.5用于浴室、潮湿车间等墙裙、勒脚等地面基层水泥:砂1:21:1.5用于地面、天棚或墙面面层水泥:砂1:0.51:1用于混凝土地面随时压光水泥:石膏:砂:锯末1:1:3:5用于吸音粉刷水泥:白石子1:21:1用于水磨石(层底用1:2.5水泥砂浆)水泥:白云灰:白石子1:(0.51):(1.52.0)用于水刷石(打底用1:0.5:3.5)水泥:石子1:1.5用于剁石(打底用1:22.5水泥砂浆)白灰:麻刀100:2.5(质量比)用于木板条天棚底层白灰膏:麻刀100:1.3(质量比)用于木板条天棚面层(或100kg灰膏加3.8kg纸筋)纸筋:白灰浆灰膏0.1m3纸筋0.36较高级墙面、天棚各种外墙装饰砂浆的配合比 表8-13名称分层做法厚度()水刷石(汰石子)1:3水泥砂浆打底水泥浆粘结层1:2.5水泥2号石子浆或1:1.5水泥3号石子浆罩面121108干粘石(干喷石)1:3水泥砂浆打底1:3水泥砂浆中层水泥浆粘结层3号石子略掺石屑12613水磨石1:3水泥砂浆打底水泥浆粘结层1:2.5水泥2号或3号石子浆罩面(按设计要求掺颜色)121810剁斧石(软假石)(人造假石)1:3水泥砂浆打底水泥浆粘结层1:22.5水泥石子浆(4号石子内掺30%石屑)罩面12111假瓷砖饰面1:3水泥砂浆打底1:1水泥砂浆垫层饰面砂浆(水泥:石灰:氧化铁黄:砂=5:1.31.4:0.06:9.7)810334拉毛灰1:3水泥砂浆或1:1:6(或1:0.5:4)水泥石灰砂浆打底1:0.50.3:0.51水泥石灰砂浆罩面1524甩毛灰(撒云片)1:3水泥砂浆打底1:1水泥砂浆或1:1:4(1:0.3:3)水泥石灰砂浆罩面152大麻点1:3水泥砂浆打底1:1.53水泥砂浆罩面810浮砂1:3水泥砂浆或1:0.5:3.5水泥石灰砂浆打底1:1.53水泥砂浆罩面810喷涂饰面1:3水泥砂浆打底面层砂浆用1:1:4水泥石灰砂浆外加水泥质量20%的107胶及1%5%颜料配制而成8103滚涂饰面1:2.53水泥砂浆打底饰面带色砂浆，配合比(质量比)为：白水泥:矿渣水泥:砂:107胶(或二元乳胶):水=100:10:110:22:33(灰色)白水泥:砂:氧化铬绿:107胶:水=100:30100:2:20:2033(绿色)白水泥:砂:107胶:水=100:10:20:2030(白色)51023嵌卵石1:3水泥砂浆或1:0.5:3.5水泥石灰砂浆打底1:1.53水泥砂浆罩面810第三节 防水砂浆配合比设计制作防水层的砂浆叫做防水砂浆。砂浆的防水层又叫刚性防水层。常用的防水砂浆主要有下列3种:多层抹面的水泥砂浆；掺各种防水剂的防水砂浆；膨胀水泥与无收缩性水泥配制的防水砂浆。防水砂浆适用于一般深度(厚度)不大，干燥程度要求不高，使用时不会因结构沉降，或温、湿度变化，以及受振动等产生裂缝的结构上。一、原材料技术要求水泥 应采用强度不低于32.5级的普通水泥。砂子 宜用中砂或粗砂。二、配合比设计根据对防水砂浆的质量要求，通过试验确定。对配合比的要求如表8-14所示。防水砂浆配合比要求 表8-14材料水灰比配合比(体积比)水泥:砂0.400.501:21:3三、掺各种防水剂的防水砂浆它是在普通水泥砂浆中掺入一定量防水剂，来提高抗渗防水能力。国内生产的防水剂按其主要成分可分为三类：以硅酸钠(即水玻璃)为基料的防水剂这类防水剂与水泥水化过程中析出的游离氢氧化钙反应生成不溶性的硅酸盐，可填充堵塞砂浆所形成的空隙和毛细管通路，因而使砂浆的抗渗性提高；但另一方面，防水剂含有一定数量的可溶性氧化物，会降低砂浆的密实性和强度。在工程上一般只利用它的速凝作用和粘附性，作修补堵漏和表面处理用。以拒水性物质为基料的防水剂其中包括可溶性金属皂类防水剂(因系浆液，又称避水浆)和不溶性金属皂类防水剂，如钙铝皂(因系固体粉末，又称防水粉)。这类防水剂具有塑化作用，可降低水灰比；同时因生成的不溶性物质，可堵塞毛细管通路，具有抗水性。但由于拒水性物质本身是非胶凝性的，会使砂浆强度显著降低，因此掺加量不宜过多，一般为水泥质量的1%2%。常用的防水剂性能、用途表 表8-15名称性能用途新建防水剂(又名硅酸钠防水剂，防水药水)系硅酸钠类防水剂，为绿色液体，密度为1.36g/cm3，与水泥拌和能迅速凝结形成胶膜，阻止外来水浸入和制止漏水适用于水池、水塔、油库、地下室、屋面和各种砖与混凝土结构的防水和堵漏防水浆具有速凝、密实、早强、耐压、防水、抗渗抗冻等作用配制防水砂浆和粘土，用于屋面、地下室、水池、水塔等工程的防水及修补避水浆系几种金属皂配制而成的乳白色浆状液体，掺入水泥后生成不溶性物质，堵塞其毛细孔道，或形成憎水薄膜，提高不透水性适用于工业或民用建筑屋面、地下室、水池、水塔等防水抹面或配成防水混凝土红星牌q型防水剂(又名速凝剂)系绿色油状液体，具有速凝作用，使砂浆紧密结合，堵塞毛细孔道和防止外来水侵入适用于水池、水塔、油库、地下室、桥梁、堤坝、屋面等工程防水氯化铁防水剂深棕色液体，呈酸性，密度不小于1.30，掺入水泥拌和物中，能增加密实性提高强度，抗渗、抗油、抗冻、抗腐，并对水泥有促凝作用，能降低泌水性，并耐一定酸碱作用配制防水砂浆和防水混凝土，用于地下室、水池、水塔、设备基础等刚性防水及地下和潮湿环境下砖与混凝土结构的防水防水粉与水泥混合凝结在一起，形成坚韧而有弹性物质，封闭水泥孔隙和毛细通路，阻止水渗透，并耐一定酸碱作用配制防水砂浆与防水混凝土，用于屋面、地下工程、桥梁、水池、水塔等防水工程有机硅建筑防水剂防水(潮)剂中含有极性基团，与水泥(或石灰)砂浆水化后生成的氢氧化钙相互吸附化合，在砂浆孔隙中形成阻碍水分渗透的憎水薄膜，起到阻水作用掺入砂浆、灰浆、混凝土中作防水剂2号有机硅防潮剂配制时，先将硬脂酸放在锅内加热溶化，另用一个锅盛所需加入量1/2的水，热至5060，将碳酸钠、氢氧化钾和氟化钠溶于水中，并保持温度，然后将硬脂酸徐徐加入碳酸钠混合液中，并迅速搅拌均匀，最后将另一半加入拌匀成皂液。待冷却至2530加入定量氨水拌匀，贮存于非金属密闭容器中备用。拒水性物质防水剂宜制成乳液或悬浮液(常加入0.1%洗衣粉)使用，以扩大表面积，提高防水效果。掺加可溶性金属避水浆的水泥砂浆配合比为水泥:砂=1:3(体积比)，用9份水稀释1份避水浆加以拌和，水灰比为0.40.5。3以氯化物金属盐类为基料的防水剂这类防水剂如氯化钙、氯化铝复合物，它加入水泥后，产生含水的氯硅酸钙、绿铝酸钙的化合物，填补了砂浆中的空隙。氯化物金属盐类防水剂一般市场有成品供应，自配时参考配合比见表8-16。 可溶性金属皂类和氯化物金属盐类防水剂施工配合比 表8-16类别质量配合比(%)备注材料12可溶性金属皂类防水剂硬脂酸碳酸钠氨水氟化钠氢氧化钾水4.130.213.100.0050.8291.73510.062536工业用，凝固点5458皂化值200220工业用，纯度约99%，含碱量约82%工业用，密度0.91g/cm3，含nh3约25%工业用工业用自来水或饮用水氯化物金属盐类防水剂氯化铝氯化钙(结晶体)氯化钙(固体)水423235011011工业用，固体工业用，氯化钙含量不少于70%可用固体代替自来水或饮用水配制时，先将氯化钙碎块(小于3cm)放入水中搅拌至溶解，再加入氯化铝，继续见表至溶解(约5min)，沉淀过滤后即成。它在20时密度为1.301.31g/cm3，呈淡黄色。不用时贮存于密闭容器中。氯化物金属盐类防水砂浆配合比为水泥:=1:2.53(体积比)，用20份水稀释1份防水剂加以拌和，水灰比为0.5。四、膨胀水泥与无收缩性水泥配制的防水砂浆这种砂浆的密实性和抗渗性主要是由于这两种水泥的良好抗渗特性所形成，使用于一般的防水工程，能获得较好的防水效果。其砂浆配合比为水泥:砂子=1:2.5(体积比)，水灰比为0.40.5。在常温下配制的砂浆须在1h内用完。铺抹方法与防水砂浆相同。上述各种砂浆防水层做完后，均需加强养护，一般洒水养护710昼夜，以防出现收缩裂缝，降低防水效果。第四节 抗冲耐磨水泥砂浆配合比设计抗冲耐磨水泥砂浆是由水泥、水和砂(细集料)等材料按适当比例配制而成。它与抗冲耐磨 水泥混凝土的差别在于没有粗集料。硬化后的砂浆也和混凝土一样可以看成是水泥石和集料组成的复合材料。当水泥石的粘结强度在挟砂石水流条件下足以把砂子粘结在一起时，砂浆的抗冲耐磨强度也和混凝土一样，主要取决于组成材料的耐冲磨性能及其在砂浆中所占的比例。由于砂浆中只有细集料，细集料的空隙率和总表面积都比混凝土中使用粗细集料搭配的混合集料的要大得多，故1m3砂浆中水泥石所占的比例也要比混凝土大得多。在一般集料的耐冲磨性能比水泥石高的情况下，砂浆的抗冲磨强度是不如混凝土的。但由于砂浆没有粗集料，故磨损后的表面要比混凝土平整得多，这是对抗气蚀非常有利的一面。砂浆组成中若选用耐冲磨性能较好的细集料，并采用非引气型的高效减水剂以降低砂浆水灰比，提高水泥石的抗冲磨强度与粘结强度，则砂浆的抗冲磨强度也可以得到很大的提高。如三门峡排砂底孔采用c70的石英砂浆就比用当地卵石配制的c30混凝土抗冲磨强度高3倍多。故选用耐冲磨性能好的细集料配制的高强砂浆，既有利于作为防止气蚀的材料又有利于作为受挟砂石水流冲磨情况下的抗磨蚀材料。例如，碧口排砂洞、陆水护坦均曾采用高强砂浆修补气蚀及磨损破坏的混凝土，都获得了较满意的效果。所以，抗冲耐磨砂浆可以作为泄水建筑物耐冲蚀的护面材料。一、干硬性铸石预缩砂浆干硬性铸石预缩砂浆是将拌制后的砂浆归堆存放0.51.5h后，再使用的一种砂浆。干硬性预缩砂浆比普通砂浆强度高，抗冲磨性能较好。为了提高其抗冲耐磨性能，可用铸石砂代替普通石英砂以配制干硬性铸石预缩砂浆。1原材料 铸石砂，级配尽可能符合中、粗砂级配区；水泥，用新鲜高强度等级(强度等级高于52.5级)的硅酸盐水泥或纯大坝水泥；非引气型高效减水剂如fdn、unf、nf。2配合比 水:水泥:砂=0.250.27(视砂子的粗细及级配而定):1:2，减水剂掺量为水泥质量的1%。二、氯偏砂浆氯偏砂浆是在干硬砂浆中掺入5%10%的氯乙烯、偏氯乙烯和丙烯酸丁酯的共聚物及适量促进剂、扩散剂和消泡剂而成的一种特种砂浆。它具有快硬、早强及抗水等性能，适用于水下沉柜内修补混凝土缺陷时使用。在葛洲坝沉柜内修补冲磨破坏的混凝土时是使用得最多的材料。氯偏砂浆对原材料的要求1氯偏乳液 氯偏乳液是以op-10为乳化剂，水为溶剂，把氯乙烯、偏氯乙烯和丙烯酸丁酯共聚物乳化而成的乳液。氯偏乳液一般由厂家配成45%50%共聚物的乳液，用磷酸三钠中和至ph值为7.使用时若ph值降低，可加适量的磷酸三钠直至ph值为78为止。2水泥 宜选用与被修补混凝土使用的品种相同的高强度的新鲜水泥。3砂 选用清洁坚硬的河砂或人工砂。为了减少砂浆中抗冲磨强度较低的水泥石含量且又便于施工，最好选用级配良好的粗砂或中砂，避免用细砂。若修补层较薄，应筛除大于5粒径的砂，以利于施工。4外加剂 宜采用非引气型的高效减水剂为水泥扩散剂，正硅酸乙酯为促进剂，284p(或742)为消泡剂(消泡剂为武汉市研究所研制)。氯偏砂浆的配合比一般氯偏砂浆的配合比为:水灰比为0.210.23(视施工面干湿程度而定)；灰砂比为1:2；45%的氯偏乳液为水泥质量的15%20%(具体掺量视修补面积大小而定)。面积较大，一次拌制量较多，掺量可取较小值，使砂浆不致凝结过快，有足够的时间进行施工。op-10掺用量为氯偏乳液中固体含量的4%，fdn扩散剂为水泥质量的0.75%，一般先配成20%的溶液；正硅酸乙酯促进剂为氯偏固体含量的5%10%(视施工条件而定)，低温可多一些，反之则少一些。284p(或742)消泡剂为氯偏固体的1%，配制氯偏砂浆加水时，应减去氯偏乳液及fdn溶液中的水分子和砂子的表面含水。例如，氯偏砂浆的常用配合参数为:水灰比为0.22；灰砂比为1:2；氯偏乳液为水泥质量的15%，op-10为氯偏固体物的4%；fdn为水泥含量的0.75%；正硅酸乙酯促进剂为氯偏固体物的7%，284p消泡剂为氯偏固体物的1%；使用河砂的表面含水率为3%。氯偏砂浆的施工配料单计算如下(设水泥质量为100)：饱和面干砂重为1002=200，工地湿砂重为200103%=206(其中砂的表面含水为6)。45%氯偏乳液为10015%=15(其中含水为1555%=8.25，固体物为6.75)；op-10为6.754%=0.27；正硅酸乙酯为6.757%=0.4725；284p消泡剂为6.751%=0.0675；fdn为0.75，20%的fdn溶液为3.75(其中含水为3)；加水量为1000.22-6-8.25-3=4.75。氯偏砂浆施工配料单的比例 表8-17材料名称水水泥砂20%fdn溶液45%氯偏乳液op-10乳化剂正硅酸乙酯促进剂284p(或742)消泡剂质量比4.751002063.75150.270.4730.0675第五节 抗冲耐磨聚合物砂浆配合比设计一、环氧树脂砂浆1原材料的性质1环氧树脂凡含有环氧基团的高分子化合物，统称环氧树脂。环氧树脂种类很多，其中应用最广、产量最大的一种是双酚a型环氧树脂。树脂本身是热塑性高分子化合物，分子量不大，使用时可通过加固化剂使它进一步交联成体型结构的巨大分子，从而固化成不溶的硬质产物。通常把软化点在50以下的环氧树脂称为低分子量树脂，主要用于浸渍、灌注和粘结；软化点在5090之间的称为中分子量树脂，主要用于浇筑；软化点在90以上的称为高分子量树脂，主要用于绝缘覆盖层。树脂的分子量越低其软化点也越低，反之亦然。环氧树脂中所含环氧基的多少是环氧树脂的一项重要指标，通常用环氧当量和环氧值表示。将分子量除以每个分子中所含环氧基的个数，所得的值叫做环氧当量；每100g环氧树脂所含环氧当量数叫做环氧值。例如，n=0的环氧树脂分子量为340，每个分子含有两个环氧基，它的环氧当量便是3402=170；环氧值便是100170=0.588。由于每个分子中环氧基总是2，因此，分子量越大则环氧当量越大，而环氧值则越小。常用环氧当量或环氧值来表示环氧树脂的品种和规格。水利水电建筑物中常用的环氧树脂牌号及规格见表8-18。环氧树脂未固化时，可溶于丙酮、甲苯、二甲苯等溶剂中，并具有如下独特的优良性能。水工建筑物中常用的环氧树脂 表8-18国家统一牌号旧称规格国家统一牌号旧称规格软化点()环氧值软化点()环氧值e-51号e-44号6186196101液态液态12200.480.540.480.400.47e-42号e-35号e-31号6346376382127203540550.320.470.300.400.230.38良好的工艺性能：它可以在常温下固化，并且树脂的粘度以及适用时间，都可以按需要在一定范围内调节，而又不影响树脂固化后的性能。并且可用多种固化剂，易和多种填料混合，以满足不同的用途。粘结性能好：环氧树脂具有独特的高粘结能力，是由于环氧树脂分子中的羟基(ch)、醚键(o)和极为活泼的环氧基(chch2)，使环氧树脂分子与它接触的界面之间容易产生极性的相互作用。其环氧基还可以和胺基、羧基、羟基的化合物反应，生成化学键，因而粘结力特别强。收缩性小：环氧树脂在固化时没有副产物生成，因而收缩小，一般在2%以下。若加入填料，则收缩率更小(约为0.1%)；同时，膨胀系数也很小。因此，环氧树脂用途十分广泛。较好的耐腐蚀性：固化后的环氧树脂，由于含有稳定的苯环、醚键，其结构又稠密封闭，因而在化学溶剂中较为稳定，具有耐酸耐碱性能。机械强度高：环氧树脂固化后的力学性能列于表8-19。环氧树脂冲击韧性好的原因是环氧树脂的环氧基位于分子键两端，交联点间距较大，分子键的内旋较方便，所以韧性较好。环氧树脂固化后的力学性能(单位：mpa) 表8-19抗拉强度抗弯强度抗压强度抗冲击强度65.080.090.0120.0110.0130.010.513.0吸水率低：在室温下吸水率小于0.5%，故可做防潮材料。2固化剂环氧树脂在使用时，必须加入固化剂，使线形结构交联成体形结构。固化剂的种类很多，常用的有胺类、酸酐类及合成树脂类化合物。随着环氧树脂在水工建筑中使用的增多，不少研究单位根据水工建筑物不易干燥、室外施工温度变化范围广的特点，研制了能使环氧树脂在潮湿环境或低温(负温)下固化的固化剂，如目前较多的水下环氧固化剂有ma及810、t-31；在负温下使用的固化剂有yh-82。这些固化剂的具体成分尚未公开发表，多数仍属胺类固化剂。一般采用的胺类固化剂是多元伯胺和仲胺，如乙二胺、二乙烯三胺、间苯二胺等，它们都含有多于3个能与环氧基反应的活泼氢，而环氧树脂也具有2个环氧基，这种多关能度化合物之间的反应，必然产生三维空间的立体网状结构，成为不溶的高聚物。用胺类固化环氧树脂时，必须正确选择固化剂用量，用量过多或过少都会影响固化交联的密度，从而影响固化后环氧树脂的力学性能。胺类固化剂分子上的一个活泼氢可以和一个环氧基反应，因此，可以通过胺的分子量和活泼氢的数目及环氧树脂值按下式计算固化剂用量：每100g环氧树脂所需胺类固化剂的克数=胺的分子量环氧值/胺基上活泼氢原子总数例3 e-44号环氧树脂，环氧值为0.44，用间苯二胺固化剂(分子量为108)，则每100g树脂所需加的固化剂质量为g(g)，则g=1080.44/4=11.9g；实际上因为胺有一定的挥发性，故实际用量比理论计算的约需多10%才能确保反应的完成。脂肪族胺类，如乙二胺、二乙烯三胺等能在室温固化，固化速度快，粘度低，使用方便；缺点是固化时放热量大，且大多数胺类固化剂使用寿命较短，在潮湿和水下环境中使用效果差。酸酐类，如邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐等，要在120200高温下长时间才能固化，故水利工程中使用较少。通常使用较多的环氧固化剂有以下几种：乙二胺：它具有刺激性臭味的无色液体，含有4个活泼氢，每个分子乙二胺可与4个环氧基起反应。反应时放热量较大，使用寿命短。乙二胺用量为树脂质量的6%8%，也有用到10%的，是室温固化剂。二乙烯三胺：它是刺激性无色或淡黄色液体，活泼性强，固化速度快，毒性较乙二胺小，使用寿命较短，掺量8%11%，也是室温固化剂。间苯二胺：它也具有4个活泼氢，可与树脂中4个环氧基起作用。用它做固化剂的优点是固化的树脂强度高，适用期长，价格较便宜；缺点是需将间苯二胺与树脂分别热至65以上才能混合，固化时需加热至3540才能固化，且毒性大，只能在干燥环境使用，掺量为14%16%。ma潮湿水下环氧固化剂：它是金属胺类固化剂，为浅棕色油状透明液体，在25时粘度为35045010-3pa.s，胺值为550650，为低毒固化剂，能在潮湿环境及水下使环氧固化。固化最佳温度为2025(不得低于12)，掺量为环氧树脂质量的10%15%。此固化剂曾在北京高井渡槽以及礼河毛家村水库泄洪洞等工程中使用。在水下及潮湿环境中修补混凝土，效果较好。810号水下环氧固化剂：它是一种棕色粘稠状半透明体，溶于丙酮、乙醇等有机溶剂的，不溶于水的微毒固化剂，它具有在干燥、水下及低、高温条件下都能固化的特点。810号固化剂适宜掺量，在010温度时为35%，20以上掺量为32%，在高潮湿或水下施工时，配方中掺入2%kh-560偶联剂(即缩水甘油氧化丙基三甲氧基硅烷)，以提高树脂与混凝土的粘结力。此固化剂在葛洲坝二江泄水建筑物中，于水下及沉柜内等潮湿环境中多次维修使用，亦取得较好的效果。目前还在研究低读、更便于施工的水下环氧固化剂。如t-31固化剂，已达无毒等级化学品，无刺激性气体挥发，基本实现无毒施工，并能在温度0左右、湿度大于80%或水下固化各型号环氧树脂，是各项性能均较好的一种固化剂。3增韧剂增韧剂的主要作用是提高环氧树脂的韧性，增强抗弯、抗冲击能力。它分活性增韧剂及非活性增韧