掺水量对预拌砂浆强度影响的研究

秦超，李玉堂 （淮南市建设工程质量监督检测中心试验室，安徽 淮南 232001）

1 引言

早在2007年6月商务部、公安部、建设部、交通部、质检总局、环保总局等部门就联合印发了《关于在部分城市限期禁止现场搅拌砂浆工作的通知》，根据通知要求禁止在城市现场搅拌砂浆是提高散装水泥使用量的一项重要措施，也是保证建筑工程质量、提高建筑施工现代化水平、实现资源综合利用、促进文明施工的一项重要技术手段。全国中心城市、国家环境保护模范城市等要积极创造条件、分期分批开展禁止在施工现场使用水泥搅拌砂浆工作。经过十余年的逐步发展以及各地的不断推进，预拌砂浆已经得到广泛的使用。

随着预拌砂浆使用范围的增大，由此带来的问题逐渐显现。以安徽省某城市为例，近些年预拌砂浆得到大面积的普及应用，但是砂浆标养试块抗压强度的不合格率却也在不断提高，经过对多个不合格样本成分以及配比分析，导致其不合格的最主要因素就是其掺水量的问题。虽然施工现场配备张贴了配合比，但是为了追求施工进度以及砂浆良好的和易性，导致配合比中的有的掺水量甚至3倍于标准要求。

本文通过取样试验分析，得到不同掺水量预拌砂浆强度的变化，分析现场产生不合格原因，从而指导现场施工。

2 不同掺水量预拌砂浆立方体抗压强度试验

在某施工现场根据施工工人预拌砂浆掺水量，现场称量得到现场施工用预拌砂浆掺水量为26.3%。现场封存干混料进行不同掺水量试样制作与研究，分别制作掺水量为5%、10%、15%、20%、30%预拌砂浆试块进行标养。

2.1 试验过程所需设备

根据《建筑砂浆基本性能试验方法》（JGJ/T70-2009）要求使用的试模应为70.7mm×70.7mm×70.7mm带底试模，且应具有拆装方便和足够刚度等优点。试模内表面应光滑满足不平整度为100mm不超过0.05mm的要求，组装以后各相邻的二个面的不垂直度应小于±0.5°。

使用的压力机精度应达到1%，试件破坏荷载应在压力机量程的20%至80%范围内。在试验机上、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。

选用长度为350mm，直径为10mm端部磨圆的捣棒，用于人工插捣振实。

振动台用以试模插捣振实，振动台的要求为空载频率应为（50±3）Hz，空载中台面的垂直振幅应为（0.5±0.05）mm，空载台面振幅均匀度不大于10%。

2.2 试件制作及养护步骤

①每组3个试件，试模内涂刷薄层机油或脱模剂，使用人工插捣振实时，均匀用捣棒插捣25次，插捣过程中当砂浆沉落低于试模口，应随时添加砂浆，使得砂浆高出试模约6mm～8mm，使用振动台机械振动5s至10s或振动持续到砂浆表面出浆为止，须注意不得过振。

②待砂浆表面水分稍干后，刮去高出试模部分的砂浆并抹平。

③试件制作后在温度（20±5）℃的环境下静置（24±2）h后，当气温较低时，可适当延长时间，但不应超过二昼夜，然后对试件进行编号、拆模。试件拆模后放入温度为（20±2）℃，相对湿度90%以上标准养护室中养护。养护期间试件彼此间隔10mm以上，养护至28d龄期进行立方体抗压强度试验。

2.3 砂浆立方体抗压强度试验步骤

①试件达到龄期从养护地点取出后，应立即进行试验。试验前擦拭干净试件表面并且测量试件尺寸，检查试件外观是否符合要求。并根据测量结果计算试件的承压面积，如实测尺寸与公称尺寸之差超过1mm按实际尺寸计算，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；

图1 砂浆抗压强度试验机

②将砂浆立方体试件放在试验机的下压板（或下垫板）上，使得试件的承压面（受力面）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）中心一致。打开试验机，当上压板（或上垫板）与试件接近或刚接触时，调整球座，使得接触面均衡受压。抗压试验应连续而均匀地加荷，加荷速度应为每秒钟0.25kN～1.5kN（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。

③砂浆试块抗压强度由式(1)计算：

式中：

fm,cu—砂浆立方体抗压强度，单位MPa；

Nu一试件破坏荷载（N）；

A—试件承压面积（mm2）；

K—换算系数，取1.35；

2.4 计算规则

①应以试验结果三个试件测值的算术平均值，作为该组试件的砂浆立方体抗压强度平均值；

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，应把最大值及最小值一并舍去，取中间值作为该组试件的抗压强度值；

③当三个测值中两个测值与中间值的差值均超过中间值的15%时，该组试验结果无效。

2.5 试验数据

按照设计的配比要求，得到不同掺水量下砂浆立方体抗压强度如表1～表6。

掺水量5%预拌砂浆抗压强度 表1

掺水量10%预拌砂浆抗压强度 表2

掺水量15%预拌砂浆抗压强度 表3

掺水量20%预拌砂浆抗压强度 表4

掺水量30%预拌砂浆抗压强度 表5

不同掺水量预拌砂浆抗压强度变化 表6

3 试验结果与分析

3.1 不同掺水量对预拌砂浆强度的影响

根据表6所示绘制不同掺水量预拌砂浆强度柱状如图2。

图2 不同掺水量预拌砂浆强度柱状图

如图2所示，在掺水量为10%时，预拌砂浆抗压强度达到峰值，15%掺水量下预拌砂浆立方体抗压强度锐减，随着掺水量逐渐增加，预拌砂浆抗压强度会产生较大幅度的降低。

3.2 分析现场产生不合格因素

现场加水量控制设备不够精确，无法按照设计标准准确计量加水量。另外现场管理不够，由现场施工工人拌和粉料和水，施工和易性得到较大改善，忽略了设计配比。

4 结语

掺水量是影响预拌砂浆立方体抗压强度重要因素，本文通过五组不同掺水量条件下试验，分析了预拌砂浆立方体抗压强度变化规律。得出某施工现场预拌砂浆立方体抗压强度不合格主要原因是没有严格按照设计配合比，掺水量较大，从而导致多组预拌砂浆立方体抗压强度不合格。本文意在指导施工现场加强配比管理，提高工程质量。