預拌砂漿的技術要求

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抗壓強度是砂漿最基本的性能指標，因此根據抗壓強度劃分普通預拌砂漿的強度等級，其可選范圍見表l。
砌筑砂漿規定了7個強度等級，其中M20以上高強度等級砌筑砂漿主要是滿足混凝土小砌塊配筋砌體結構的需要。以往現場拌制的抹灰砂漿通常是按照材料組份和比例來劃分抹灰砂漿種類，而沒有對抗壓強度提出要求。隨著水泥強度的提高，純水泥砂漿的強度也越來越高，這不僅造成材料的浪費，還對砂漿質量產生不利的影響。預拌砂漿中通常都摻人一定量的活性礦物摻合料及外加劑，一來可以改善砂漿的性能，二來可降低成本，如再采用材料比例劃分抹灰砂漿就不科學了。對于抹灰砂漿來說，黏結強度比抗壓強度更重要，黏結強度高的砂漿更容易與基層黏結牢固。但黏結強度的試驗方法較復雜且復演性較差，相比之下抗壓強度的試驗方法較簡單且復演性較好，也比較成熟，另外，黏結強度與抗壓強度在一定范圍內有一定的相關性，而國外也大多采用抗壓強度而不是黏結強度來表征抹灰砂漿的性能。因此，本標準采用抗壓強度劃分抹灰砂漿的類型。根據施工現場抹灰砂漿的抗壓強度一般在5～20 MPa，抗壓強度太高，并不利于砂漿與基層黏結牢固，故規定4個強度等級。
地面砂漿的強度等級是根據GB 50209--2002《建筑地面工程施工質量驗收規范》規定：“水泥砂漿面層強度等級不應小于Ml5”，確定了Ml5、M20、M25這3個等級。
普通防水砂漿具有一般的防水、防潮功能，強度較低的砂漿難以滿足抗滲性能的要求，因此規定Ml0、Ml5、M20這3個強度等級，抗滲等級取為P6、P8、Pl0。 雖然砂漿與混凝土的一些主要成分相同，但他們的作用卻不相同。通常混凝土都澆筑在模具中，其能保持住大部分水，且混凝土本身可單獨作為一個結構單元；而砂漿通常被砌筑在吸水塊材之間或涂抹在基層上，與基體共同構成一個整體。只要砂漿與塊材或基層一接觸，砂漿就被吸去水分，同時砂漿外表面也向大氣中蒸發水分，導致砂漿因失水而水分不足，影響了水泥的進一步水化，進而影響了砂漿強度的正常發展。另外，涂抹類砂漿通常厚度較薄、表面積較大，更容易因干縮而引起開裂，由此可見，砂漿保水性對砂漿性能有較大的影響。保水性良好的砂漿，水泥水化比較充分，強度能得到正常的發展，與基層能較好地黏結在一起。
國家限制使用實心黏土磚，而大力推廣使用新型墻體材料，特別是采用工業廢渣生產的墻體材料，這些材料的吸水量、吸水速度與燒結黏土磚有較大的差異，需要砂漿具有更好的保水性。因此，本標準強調了預拌砂漿的保水性能并通過試驗確定其指標。
我國傳統上是采用分層度表征砂漿的保水能力，但該方法所需試驗時間較長，操作誤差也較大。國外大部分是以保水性來衡量砂漿的保水能力，它更能精確地反映砂漿的保水能力。本著優先采用國際標準的原則，本標準也采用保水性評價砂漿的保水能力并給出相應的性能指標。
標準編制組從市場上采集了lo種普通干混砂漿樣品，由編制單位同步進行保水性的對比試驗，同時也進行了部分水泥石灰混合砂漿以及摻稠化粉砂漿的試驗，部分試驗結果見表2。此次試驗共取得56個試驗數據，其中保水性≥88%的數據占91%，最小值為86．4%(此時砂漿稠度為110 mlTl)，因此，本標準規定：濕拌砂漿和普通干混砂漿的保水性均要求≥88%。
從試驗結果還可看到，砂漿的稠度對保水性是有影響的，二者之間成反比關系。為了使各次試驗結果具有可比性，規定了各品種砂漿試驗時的稠度取值范圍，即普通干混砂漿試驗時的稠度為：砌筑砂漿70～80 mm，抹灰砂漿90～100 mm，地面砂漿45～55 mm，普通防水砂漿70～80 mm；濕拌砂漿按實際稠度試驗。 抹灰砂漿涂抹在建筑物的表面，除了可獲得平整的表面外，還起到保護墻體的作用。抹灰砂漿容易出現的質量問題是開裂、空鼓、脫落，其原因除了與砂漿的保水性低有關外，主要原因還與砂漿的黏結強度低有很大關系。因此，GB 50210—2001{建筑裝飾裝修工程質量驗收規范》中規定“外墻和頂棚的抹灰層與基層之間及各抹灰層之間必須黏結牢固”，“抹灰層與基層之間及各抹灰層之間必須黏結牢固，抹灰層應無脫層、空鼓，面層應無爆灰和裂縫?！笨梢姡そY強度是抹灰砂漿的一個重要性能。只有砂漿具有一定的黏結力，砂漿層才能與基底黏結牢固，長期使用不致開裂或脫落。雖然都認識到黏結強度對抹灰砂漿的重要性，但標準規范中只對砂漿的黏結性能提出定性的規定，而沒有給出定量的要求。因此，本標準擬通過大量的試驗來確定抹灰砂漿的黏結強度。
編制組對從市場上采集到的10種普通干混砂漿樣品進行了拉伸黏結強度的對比試驗，試驗分兩個階段進行。第一階段是確定砂漿涂層的厚度、試件齡期，試件養護濕度取為45%～75%，部分試驗結果見表3。
從表3可見，與l4 d拉伸黏結強度相比，28 d拉伸黏結強度大部分提高，但提高的幅度不一樣，有些砂漿還降低，這可能是由于試件的養護濕度變化所致。為了盡量縮短試驗周期，并考慮到大多數行業標準中黏結強度試驗的齡期為14 d，故本標準規定試件齡期為14 d。關于砂漿涂層厚度的影響，大部分試驗結果是隨著涂層厚度的增加，黏結強度下降。考慮到砂漿自身黏結強度本來就低，厚度增大會加大數據的離散性。另外，目前我國抹灰砂漿還處于手工操作，勞動強度大，抹灰層厚度受施工水平限制，一般在20mm左右，分2～3次完成，每層厚度大約在6～7 mm，且砂子的最大粒徑為5 mm。考慮到某些特種干混砂漿產品標準中規定黏結強度試驗時的涂層厚度為3 mm，因此本標準規定砂漿涂層厚度為6 mm，這樣也可以將2塊3 min厚的成型框疊在一起使用。對第一階段的試驗結果進行總結、分析，由于普通干混砂漿的黏結強度較低，造成數據的離散性較大，遂開展了第二階段的試驗研究，試圖通過采取一些措施解決數據離散性大的問題。考慮到有些大城市在進行墻體抹灰時，預先在基層上涂抹一層界面劑，然后再進行抹灰。因此，我們采取在基底水泥砂漿試塊上先涂一薄層界面劑，待表面稍干后，再涂待檢砂漿，養護到規定齡期測試其拉伸黏結強度。根據第一階段的試驗結果，選取試件齡期為14 d，涂層厚度為6 min，選取兩個濕度：濕度60%～80%、濕度≥95%，對同一樣品進行涂與不涂界面劑以及不同濕度的對比試驗，部分試驗結果見表4。
試驗結果表明，雖然涂界面劑后可以減小數據的離散性，但界面劑對黏結強度的影響規律不盡一致。對于自身黏性不好的砂漿，經過界面劑處理后，黏結強度普遍提高，但提高的幅度不一樣；對于自身黏性較好的砂漿，經過界面劑處理后，黏結強度有的不變，有的還降低，說明界面劑對其沒有發揮作用。試驗結果表明，基底水泥砂漿試塊經過界面劑處理后，不能真實反映所檢砂漿自身的黏結性能，不具有代表性，因此沒有采用涂界面劑的方法。
在第一階段試驗中，采用的養護濕度為450%－75%，但發現養護濕度太低，不利于砂漿強度的發展，也容易造成試驗結果的復演性差，因此，在第二階段試驗中將養護濕度提高到60%80%，并增加一個濕度：≥95%，以研究不同濕度的影響。從表4看到，隨著養護濕度的提高，砂漿的黏結強度也提高。但考慮到實際工程中抹灰砂漿處在大氣環境中，而大氣中的濕度較低，如規定試件的養護濕度太高，則與實際工程相差較大，不能很好地反映實際工程情況；如規定試件的養護濕度太低，不利于砂漿強度的增長。另外，為了使預拌砂漿試驗試件能在一個養護室養護，并參考特種砂漿的試驗環境，規定了本標準黏結強度試件的養護條件。
根據上述試驗結果，我們確定了砂漿拉伸黏結強度的試驗方法：直接在基底塊上涂抹待檢砂漿，涂層厚度為6mm，試件在空氣溫度為(23±2)℃、相對濕度為60%--80%的環境下養護14 d。
由于大部分濕拌砂漿、普通干混砂漿的拉伸黏結強度都大于O．20 MPa，低于0．20 MPa的砂漿黏性較差、可施工性不好，因此規定抹灰砂漿、普通防水砂漿的拉伸黏結強度i>0．20 MPa，但對于M5抹灰砂漿，由于砂漿抗壓強度較低，并且大部分用于室內，故規定其拉伸黏結強度I≥0．15 MPa。
由于濕拌砂漿和普通干混砂漿自身的黏結強度較低，測試結果離散大，因此規定至少制備l0個試樣，且有效數據不少于6個。建議各地檢測部門嚴格檢驗條件，控制檢驗參數，加強人員培訓，提高復演性。 濕拌砂漿是由專業生產廠加水攪拌好后運到施工現場的，且運送的方量較多。由于砂漿施工仍為手工操作，施工速度較慢，砂漿不能很快使用完，需要在施工現場儲存一段時間。為給施工提供方便，特別是使下午送到現場的砂漿能儲存到第2天繼續使用，故規定濕拌砂漿設計凝結時間最長可達24 h，具體的凝結時間可由供需雙方根據砂漿品種及施工需要而定。JGJ 70一90《建筑砂漿基本性能試驗方法》中規定砂漿凝結時間的測定方法是盛載砂漿的試模在(20+2)℃的室溫條件下保存，并每隔30 min測定一次。由于濕拌砂漿凝結時間較長，如每隔30 min測定一次，就會造成測定次數太多，而且也沒有必要，因此規定濕拌砂漿凝結時間的測定時間取為該砂漿凝結時間的l/4、1/2、3/4和凝結時間對應的時間。另外，濕拌砂漿運到現場后需要貯存在密閉容器中，因此規定凝結時間試驗時盛載砂漿的容器應貯存在密閉容器中。
普通干混砂漿是在現場加水拌和的，可隨用隨拌，不需要儲存太長時間，因而規定其凝結時間為3～8 h。凝結時間的試驗方法可按JGJ 70—90的規定進行。 JGJ 70一90《建筑砂漿基本性能試驗方法》中規定砂漿抗壓強度試模采用無底模，基底采用普通黏土磚，這一規定是根據當時墻體材料基本上為黏土磚而制定的。隨著新型墻體材料的發展，實心黏土磚的使用越來越受到限制，取而代之的是新型墻體材料如混凝土小砌塊、加氣混凝土砌塊等。由于這些新型墻體材料與燒結黏土磚的性能不同，吸水率及吸水速度等都不一樣，因而JGJ 70—90中規定的砂漿抗壓強度試驗方法已不能滿足新型墻體材料的發展，有必要對其試驗方法進行修改。JGJ 70一90正在修訂之中，擬將無底試模改為有底試模。為此，編制組也對預拌砂漿進行了無底試模與有底試模的對比試驗，采用磚底模時砂漿稠度控制在70～90 mm，采用鋼底模時砂漿稠度控制在40～50 mm，試驗結果見表5。
從表5可以看到，采用有底模后砂漿抗壓強度降低6%-52%，降低幅度較大。因JGJ 70一90《建筑砂漿基本性能試驗方法》正在修訂之中，其中抗壓強度試驗擬由原來的無底模改為有底模，并相應給出一個換算系數。鑒于砌體結構設計仍采用無底模測得的抗壓強度，為了與現行標準之間相互協調，試驗方法仍依據JGJ 70一90，待該標準修訂實施后，自然就換成有底試模，本標準不再另行規定。 GB 50203--2002《砌體工程施工質量驗收規范》中規定：在砌筑砂漿中摻用有機塑化劑，應有其砌體強度的檢驗報告，并經檢驗和試配符合要求后，方可使用。GB 50003—2001《砌體結構設計規范》也對各類砌體的抗壓強度和抗剪強度做出了強制規定。由于商品砌筑砂漿中摻加了保水增稠材料和粉煤灰等材料，必須進行砌體力學性能檢驗，以滿足結構安全性。為此，進行了砌筑砂漿砌體力學性能的試驗研究，試驗結果見表6～8。
注：砂漿實測強度為20．3 MPa，底模為普通燒結磚。
上述試驗結果表明，濕拌砌筑砂漿和干混砌筑砂漿所砌筑的磚、砌塊等墻體材料的砌體，其力學性能均符合GB 50003—2001((砌體結構設計規范》的要求。