4.2.2.1 砂浆的稠度检测
检验砂浆的流动性,主要用于确定配合比或施工过程中控制砂浆的稠度,从而达到控制用水量的目的。
1. 试验设备
(1)砂浆稠度仪：如图4.4所示,由试锥、容器和支座三部分组成。试锥由钢材或铜材制成,试锥高度为145mm,锥底直径为75mm,试锥连同滑杆的重量应为(300±2)g；盛载砂浆容器由钢板制成,筒高为180mm,锥底内径为150mm；支座分底座、支架及刻度显示三个部分,由铸铁、钢及其他金属制成。
图4.4 砂浆稠度测定仪
1—齿条测杆；2—摆针；3—刻度盘；4—滑杆；5—试锥；6—盛装容器；7—底座；8—支架；9—制动螺丝
(2)钢制捣棒：直径10mm、长350mm,端部磨圆。
(3)秒表等。
2. 检测步骤
(1)砂浆拌和的一般规定。
1)拌制砂浆所用的原材料,应符合质量标准,并要求提前运入试验室内,拌和时试验室的温度应保持(20±5)℃。
2)水泥如有结块,应充分混合均匀,以0.9mm 筛过筛,砂也应以5mm 筛过筛。
3)拌制砂浆时,材料称量计量的精度：水泥、外加剂等为±0.5%；砂、石灰膏、黏土膏等为±1%。
4)拌制前应将搅拌机、拌和铁板、拌铲、抹刀等工具表面用水润湿,注意拌和铁板上不得有积水。
(2)人工拌和。按设计配合比(质量比),称取各项材料用量,先把水泥和砂放入拌和铁板干拌均匀,然后将混合物堆成堆,在中间做一凹坑,将称好的石灰膏(或黏土膏)倒入凹坑中,再倒入一部分水,将石灰膏(或黏土膏)稀释,然后充分拌和,并逐渐加水,直至混合料色泽一致、观察和易性符合要求为止,一般需拌和5min。可用量筒盛定量水,拌好以后,减去筒中剩余水量,即为用水量。
(3)机械拌和。
1)先拌适量砂浆(应与正式拌和的砂浆配合比相同),使搅拌机内壁粘附一薄层砂浆,使正式拌和时的砂浆配合比成分准确。
2)先称出各材料用量,再将砂、水泥装入搅拌机内。
3)开动搅拌机,将水徐徐加入(混合砂浆须将石灰膏或黏土膏用水稀释至浆状),搅拌约3min (搅拌的用量不宜少于搅拌容量的20%,搅拌时间不宜少于2min)。
4)将砂浆拌合物倒至拌和铁板上,用拌铲翻拌两次,使之均匀,拌好的砂浆,应立即进行有关的试验。
(4)试验步骤。
1)将拌好的砂浆一次装入砂浆筒内,装至距筒口约10mm 为止,用捣棒插捣25次,并将筒体振动5～6次,使表面平坦,然后移置于稠度仪底座上。
2)放松圆锥体滑杆的制动螺丝,使圆锥尖端与砂浆表面接触,拧紧制动螺丝,使齿条测杆下端刚好接触滑杆上端,并将指针对准零点。
3)拧开制动螺丝,使圆锥体自动沉入砂浆中,同时计时到10s,立即固定螺丝。从刻度盘上读出下沉深度(精确至1mm)。
4)圆锥筒内的砂浆,只允许测定一次稠度,重复测定时,应重新取样测定。
(5)试验判定与检测报告填写见附表1。
1)取两次试验结果的算术平均值,精确至1mm。
2)如两次试验值之差大于10mm,应重新取样测定。
4.2.2.2 砂浆的分层度检测
检验砂浆的分层度用于衡量砂浆拌合物在运输、停放、使用过程中的离析、泌水等内部组成的稳定性。
1. 试验设备
(1)砂浆稠度仪：如图4.5所示,内径为150mm,上节高度为200mm,下节带底净高为100mm,用金属板制成,上、下层连接处需加宽到3～5mm,并设有橡胶热圈。
图4.5 砂浆分层度测定仪
1—无底圆筒；2—连接螺栓；3—有底圆筒
(2)振动台：振幅(0.5±0.05)mm,频率(50±3)Hz。
(3)稠度仪、木槌等。
2. 试验步骤
(1)首先将砂浆拌合物按稠度试验方法测定稠度。
(2)将拌和好的砂浆,经稠度试验后重新拌和均匀,一次装满分层度测定仪内。用木槌在容器周围距离大致相等的四个不同部位轻轻敲击1～2下,如砂浆沉落到低于筒口,则应随时添加,然后刮去多余的砂浆并用抹刀抹平。
(3)静置30min后,去掉上节200mm 砂浆,剩余的100mm 砂浆倒出放在拌和锅内拌2min,再按稠度试验方法测其稠度。前后测得的稠度之差即为该砂浆的分层度值(mm)。(www.xing528.com)
3. 试验判定与检测报告填写
试验检测记录表见附表6。
(1)取两次试验结果的算术平均值作为该砂浆的分层度值。
(2)两次分层度试验值之差如大于10mm,应重新取样测定。
4.2.2.3 砂浆的抗压强度检测
检验砂浆的立方体抗压强度是否达到设计要求,评定砂浆的强度等级。
1. 试验设备
(1)试模：尺寸为70.7mm×70.7mm×70.7mm 的带底试模,材质规定参照JG237—2009第4.1.3及4.2.1条,应具有足够的刚度并拆装方便。试模的内表面应机械加工,其不平度应为每100mm 不超过0.05mm,组装后各相邻面的不垂直度不应超过±0.5°。
(2)钢制捣棒：直径为10mm、长为350mm,端部应磨圆。
(3)压力试验机：精度为1%,试件破坏荷载应不小于压力机量程的20%,且不大于全量程的80%。
(4)垫板：试验机上、下压板及试件之间可垫以钢垫板,垫板的尺寸应大于试件的承压面,其不平度应为每100mm 不超过0.02mm。
(5)振动台：空载中台面的垂直振幅应为(0.5±0.05)mm,空载频率应为(50±3)Hz,空载台面振幅均匀度不大于10%,一次试验至少能固定(或用磁力吸盘)3个试模。
2. 立方体抗压强度试件的制作及养护
(1)试块数量,每组试件3 个。
(2)应用黄油等密封材料涂抹试模的外接缝,试模内涂刷薄层机油或脱模剂,将拌制好的砂浆一次性装满砂浆试模,成型方法根据稠度而定。当稠度≥50mm 时采用人工振捣成型,当稠度＜50mm 时采用振动台振实成型。
1)人工振捣：用捣棒均匀地由边缘向中心按螺旋方式插捣25次,插捣过程中如砂浆沉落低于试模口,应随时添加砂浆,可用油灰刀插捣数次,并用手将试模一边抬高5～10mm各振动5次,使砂浆高出试模顶面6～8mm。
2)机械振动：将砂浆一次装满试模,放置到振动台上,振动时试模不得跳动,振动5～10s或持续到表面出浆为止,不得过振。
(3)待表面水分稍干后,将高出试模部分的砂浆沿试模顶面刮去并抹平。
(4)试件制作后应在室温为(20±5)℃的环境下静置(24±2)h,当气温较低时,可适当延长时间,但不应超过2d,然后对试件进行编号、拆模。试件拆模后应立即放入温度为(20±2)℃,相对湿度为90%以上的标准养护室中养护。养护期间,试件彼此间隔不小于10mm,混合砂浆试件上面应覆盖以防有水滴在试件上。标准养护时间应从加水拌和开始,标准养护龄期为28d。
3. 试验步骤
(1)试件从养护地点取出后应及时进行试验。试验前将试件表面擦拭干净,测量尺寸,并检查其外观。并据此计算试件的承压面积,如实测尺寸与公称尺寸之差不超过1mm,可按公称尺寸进行计算。
(2)将试件安放在试验机的下压板(或下垫板)上,试件的承压面应与成型时的顶面垂直,试件中心应与试验机下压板(或下垫板)中心对准。开动试验机,当上压板与试件(或上垫板)接近时,调整球座,使接触面均衡受压。承压试验应连续而均匀地加荷,加荷速度应为0.25～1.5kN/s (砂浆强度不大于5MPa时,宜取下限,砂浆强度大于5MPa时,宜取上限),当试件接近破坏而开始迅速变形时,停止调整试验机油门,直至试件破坏,然后记录破坏荷载。
4. 试验判定与检测报告填写
试验检测记录表见附表7。
砂浆立方体抗压强度应按下式计算：
式中 fm,cu——砂浆立方体试件抗压强度,MPa,应精确至0.1MPa；
Nu——试件破坏荷载,N；
A——试件承压面积,mm2。
(1)以三个试件测值的算术平均值的1.3倍作为该组试件的砂浆立方体试件抗压强度平均值(代表值)(精确至0.1MPa)。
(2)当三个测值的最大值或最小值中有一个与中间值的差值超过中间值的15%时,则把最大值及最小值一并舍除,取中间值作为该组试件的抗压强度值。
(3)如有两个测值与中间值的差值均超过中间值的15%时,则该组试件的试验结果无效。
【例4.7】 题目如情境导入的内容。其中一组砌筑砂浆试件标准养护28d后,进行抗压试验,破坏荷载分别为29.6kN、30.7kN、30.2kN,试计算该组砌筑砂浆的抗压强度代表值。
解：(1)计算单块抗压强度值,由式(4.11)得
fm,cu1＝29600/(70.7×70.7)＝5.9(MPa)
fm,cu2＝30700/(70.7×70.7)＝6.1(MPa)
fm,cu3＝30200/(70.7×70.7)＝6.0(MPa)
(2)最大值、最小值分别与中间值比较。
(3)由上述判断准则知,强度代表值取3块强度值的平均值的1.3倍。
fm,cu＝1.3×(5.9＋6.1＋6.0)/3＝7.8(MPa)
结论：该组砂浆的抗压强度代表值为7.8MPa。
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